[发明专利]转录因子介导的促进直接体细胞胚胎发生

说明书

公开了一种用于大麻光自养微繁殖液体培养基的重组蛋白。所述重组蛋白包含生长诱导部分与摄取增强部分的融合。生长诱导部分包含与植物生长发育相关阿的拉伯半乳聚糖蛋白和/或植物转录因子。摄取增强部分包含细胞穿透肽序列和由肽序列SEQ ID NO 1编码的核定位信号。

技术领域

本发明涉及植物微繁殖领域，即通过组织培养技术进行人工植物繁殖。更具体地说，本发明涉及大麻的微繁殖方法、重组蛋白、包含该重组蛋白的细胞培养基和产生该重组蛋白的方法。

背景技术

植物的无性繁殖，例如通过营养繁殖和/或组织培养，可用于农业和/或生物化学目的的植物培养过程。例如，无性繁殖可以减少植株间的变异，从而更好地控制生物质产品的化学特性。此外，可以根据优先特性选取单株或少量植株用于在下一代植株中的大规模性状复制。

在营养繁殖中，可以从母本植株获取插条(cuttings)，在受控湿度和温度下放入液体生根溶液中以产生新根，由此获得母本植株的无性繁殖副本。驱动根系生长的有插条的营养储备、潮湿环境和基质、以及插条生根信号传导激素的不平衡。然而，这种方法的缺点是，扦插克隆的质量取决于母本植株的状况。如果母亲有螨虫、病毒、霉菌或营养不足，克隆株必定会在存活和形成新根时遭遇这些状况。因此通常很容易将植物病害传给下一代。随着时间的推移，发生突变的风险也会增加。此外，由于母本植株没有永生性且需要持续维护，克隆的收获率有限。

如本领域所知，微繁殖或组织培养能够由库存材料快速生产大量后代植株。该技术还可用于繁殖特定的感兴趣的遗传株，例如新的遗传改造株或育种株。优选株可以无限期保留，不需要指定母本植株也不需要从生产株重新取样繁殖。取而代之，可以低温保存和储存母本植株的组织，在需要时重复使用。这样，遗传谱系可以假死状态(suspendedanimation)得以长期维持(也称为“组织库”)，无需占用大量空间来保护它免受病虫害的侵害。此外，还可以生产无病原移植体。可以在制备用于克隆的植物组织时消除病虫害，即新一代将是无菌的，从一开始就没有病虫害。这种方法还可特别适用于繁殖不产生种子或难以通过自然营养繁殖来繁殖的植物。

通常，在无菌条件下从植株上切取部分健康植物组织。然后将外植体材料分离、清洗、灭菌后放入生长培养基中，例如含有能量源(如蔗糖)、必需营养物质和一种或多种植物生长调节剂(如激素)的培养基。生长培养基通常可以是凝胶，用来在生长期间为外植体提供支持。有利的是，过程的这一阶段可体外(in vitro)进行。将外植体保持低温，并用不同的激素令其成长经历各生长阶段。待植株足够大即对将它进行扦插或“扩增”成数百株植株。每一份新的插条或克隆经历以上相同的清洗和凝胶培养过程，直到最后将它们暴露于另外的激素以促进生根。然后令组培苗充分发育，将其缓慢引入或“强化适应”生产性生长环境。由于组培苗是在理想的快速生长条件下发育的，这可能导致这些组培苗易患病且资源利用率低，因此可能需要一些时间来适应更自然的条件，如强化过渡阶段所提供的那样。最终，获得了具有相同基因且无病虫害的新生产株，并且能以令人难以置信的准确度生产数千株的新生产株。

遗憾的是，组织培养过程可能需要几个月，并且可能需要高水平的后勤组织了解和跟踪培养的各种需求。组织培养技术是资本密集型的，例如与营养繁殖等传统方法相比成本昂贵，并且需要专业技能。在某些情况下，生产成本可能高到平均每棵植株的成本都高得难以承受。这种技术的经济可行性和实用性一直受到质疑，例如在林业部门。组织培养技术与方法的最新进展在不影响植株产物质量的情况下部分解决了成本因素。影响组织培养植物成本的主要因素是能源(电)、劳动力和化学品。在工业化国家，劳动力是降低生产成本时需要考虑的主要因素。因此，商业生产单位需要持续监控资本、化学品、能源、劳动力和研发工作等方面的成本投入，以制定更好的方案来降低生产成本。

培养基中的化学物质如碳源、胶凝剂、无机和有机补充剂以及生长调节剂也会增加这项技术的成本。通常用蔗糖作为碳源，琼脂用作胶凝剂，两者共同构成培养基中最贵的成分。

此外，一些植物物种更难进行胚胎发生即再生和/或转化，这限制了胚向植株转化，从而限制了效率和创利能力。