[发明专利]通过细胞型转移提高植物可转化性

说明书

一种改变或转移植物株系的细胞型的方法。特别地，将转化‑顽固植物株系，例如，转化‑顽固玉米系的细胞型从转化‑顽固细胞型转化到可转化细胞型，使得所述株系在保留其核基因组的同时变得可转化。可以使用包括回交和/或单倍体诱导的方法来产生新的可转化株系。

相关申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.C.§119要求2019年4月1日提交的美国临时申请62/827,450的优先权，该美国临时申请通过援引以其全文并入本文。

序列表

本申请附有一个序列表，该序列表定名为CYTOTYPETRANSFER_ST25.txt，创建于2020年3月16日，大小为约2千字节。本序列表通过引用以其全文并入本文。本序列表随同此申请经由EFS-Web提交，并且符合37 C.F.R.§1.824(a)(2)-(6)和(b)。

技术领域

本发明涉及植物生物技术领域。特别地，本发明涉及包括玉米转化的植物转化，以及提高顽固(recalcitrant)株系接受外源转基因的能力的方法。

背景技术

植物转化(即，将外源DNA(“转基因”)稳定整合到植物基因组中)已经用于为农作物添加新的且有用的性状数十年。参见例如通过援引以其全文并入本文的1996年9月23日提交的美国专利号6,051,409(披露了玉米转化)；通过援引并入本文的2007年3月12日提交的美国专利申请公开2008/0229447(披露了大豆转化)。一个最近的实例包括玉米甚至MIR604，其包含源自细菌的杀虫蛋白质(美国专利号7,361,813，通过援引以其全文并入)。但是，虽然一些玉米系相对容易转化(即，接受转基因DNA)，但是大多数系不容易转化。例如，大多数优良近交系(已经经过几代自交以获得纯的或接近纯的纯合基因组并用作亲本系以产生商业上有价值的杂交体的株系)不能用外源DNA转化。因此，为了将转基因性状“移动”到近交系中，必须首先将转基因性状转化到可转化的玉米系中。该转化的玉米系很少适用于用作育种平台中的亲本系。因此，将转化的玉米系杂交到近交系中以产生子代植物，子代植物将以杂合方式包含近交亲本和转化亲本两者的基因组。然后，包含转基因的子代植物必须回交到近交系中大约6代或7代，以便尽可能地消除由转化亲本贡献的基因组、同时保留转基因性状。该过程通常需要2年至3年。在该过程结束时，最终获得了包含转基因性状的近交系。

玉米不是统一的物种。它表现出非凡的多样性，无论是马齿形玉米(dent corn)(也称为“大田玉米(field corn)”，具有高淀粉并用于动物饲料、乙醇生产或玉米粉生产)、硬粒玉米(flint corn)(也称为“印度玉米(Indian corn)”，并以其多种颜色而闻名)、甜玉米(sweet corn)(主要供人类食用，通常作为玉米棒)或爆米花。虽然这种多样性中的大部分是由于不同玉米系的基因组间的差异，但是这种多样性中的一些也是由于伴随系的线粒体(为所有细胞提供化学能的亚细胞器)的基因组。线粒体具有它们自己的DNA，并且线粒体基因组指示玉米细胞型。例如，已知玉米具有至少五种不同的细胞型：正常A(“NA”)、正常B(“NB”)、细胞质雄性不育C(“CMS-C”或“C”)、细胞质雄性不育S(“CMS-S”或“S”)和细胞质雄性不育T(“CMS-T”或“T”)。仍然可以发现其它细胞型。因此，相对来说，线粒体通过其基因组可能对宿主细胞的表型具有巨大的影响。但是，我们仍然只是在学习这些影响可能是什么。

这里，我们首次发现可转化性与细胞型之间存在关系。已知可转化的玉米系具有NA细胞型，而已知的顽固玉米系具有NB细胞型。因此，我们想知道：我们可以改变顽固近交的细胞型并使其可转化吗？如果是这样，我们可以彻底改革玉米转化并大大加快农民获得商业相关种质中的新性状。

发明内容