[发明专利]基因组编辑的精细作图和因果基因鉴定

说明书

本发明领域是分子生物学，更具体地，是用于编辑植物细胞的基因组以鉴定期望性状的因果等位基因或将期望性状精细作图到所述基因组的小区域以进行基因鉴定的方法。

技术领域

本发明领域是分子生物学，更具体地，是用于编辑植物细胞的基因组以鉴定期望性状的因果等位基因或将期望性状精细作图到所述基因组的小区域以进行基因鉴定的方法。

以电子方式递交的序列表的引用

所述序列表的官方副本经由EFS-Web作为ASCII格式的序列表以电子方式提交，文件名为7826_SeqList.txt，创建于2018年10月23日，且具有154千字节大小，并与本说明书同时提交。包含在所述ASCII格式的文件中的序列表是本说明书的一部分并且通过引用以其整体并入本文。

背景技术

植物中的遗传作图是通过使用遗传标记、针对这些标记的群体分离和重组频率的标准遗传原理来定义基因座的连锁关系的方法。精细作图是指对负责期望性状的因果基因或序列元件进行分离的作图过程。这通常是通过在分离的植物材料中使用遗传标记鉴定重组事件来完成的，所述分离的植物材料衍生自在性状表现和相关区域序列单倍型方面不同的亲本。首先，从具有不同目的特征的亲本中产生分离群体(F2、BC1、BC2等)。然后用在亲本之间以跨基因组的有规律的小间隔的多态性遗传标记对该群体进行基因分型，并针对目的性状进行表型分型。标记处的基因型与表型相关联，以鉴定可能控制目的性状的区域。然后使用基于已鉴定的遗传区间的与性状相关(或不相关)的亲本等位基因中的现有标记来鉴定重组事件。通常在较小的区域中制作新的标记，以鉴定信息最丰富的重组事件。一旦鉴定出事件，便从具有这些事件的个体获得表型，以进一步界定区间。这通常需要进行一次或多次迭代，并导致一个或少量的推定控制目的性状的候选基因或序列基序。然后用基因组编辑或转基因测试这些候选基因或序列基序。

但是，并非所有的基因组基因座都易受此类方法的影响。例如，某些区域显示出与给定品系或群体的低同源性，或者非共线区域可能会阻止重组的发生。在这种情况下，仍需要一种方法来分离负责期望性状的因果基因或序列元件。

发明内容

本文所述的方法涉及产生新的遗传变体，以加速低重组基因组区域中或存在-缺失值(“PAV”)阻止重组的情况下或当基于标准图的克隆方法不是最佳方法或无法产生期望结果时的现有遗传作图程序。本文所述的方法还可提供针对靶向区域的验证信息，并可用于完全绕过精细作图的后期阶段，从而缩短了验证基因或区域的时间。在可以在受控环境中完成期望性状的表型分型的情况下，本文所述的方法可以将创建分离群体和进行基因分型以鉴定重组体的时间减少一代。

本公开涉及用于鉴定针对期望性状的一个或多个因果基因或遗传基因座的方法，所述方法包括：1)在具有期望性状的植物或植物细胞中的内源基因组基因座中的至少一个靶位点中引入位点特异性修饰；2)获得具有经修饰的核苷酸序列的植物或植物细胞；3)针对所述位点特异性修饰进行筛选；和4)针对所述期望性状的表型的增加或减少进行筛选。在另一个实施例中，所述方法包括鉴定负责期望性状的因果基因或小区域。

本公开还涉及用于鉴定期望性状的因果基因的方法，所述方法包括：1)在植物中的内源基因组基因座中引入至少一个位点特异性修饰；和2)获得具有所述位点特异性修饰的植物；3)针对是否存在所述期望性状对所述植物或所述植物的后代进行筛选，并且4)鉴定所述因果基因。

本公开还涉及在基因组基因座中产生新的单倍型的方法，所述方法包括：1)在第一植物中的内源基因组基因座中引入至少一个位点特异性修饰；2)使所述第一植物与第二植物杂交；3)针对所得后代中的所述位点特异性修饰进行筛选；和4)将所述后代的单倍型与其表型相关联，以建立所述位点特异性修饰与所述期望性状之间的因果关系