RU2020116780A - Гены-мишени для направленного воздействия на азотфиксацию для улучшения качеств растений - Google Patents

Гены-мишени для направленного воздействия на азотфиксацию для улучшения качеств растений Download PDF

Info

Publication number
RU2020116780A
RU2020116780A RU2020116780A RU2020116780A RU2020116780A RU 2020116780 A RU2020116780 A RU 2020116780A RU 2020116780 A RU2020116780 A RU 2020116780A RU 2020116780 A RU2020116780 A RU 2020116780A RU 2020116780 A RU2020116780 A RU 2020116780A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
genetically engineered
engineered bacterium
plant
modification
seed
Prior art date
Application number
RU2020116780A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2805085C2 (ru
Inventor
Алвин ТАМСИР
Сара БЛОХ
Нил ШАХ
Original Assignee
Пивот Байо, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Пивот Байо, Инк. filed Critical Пивот Байо, Инк.
Publication of RU2020116780A publication Critical patent/RU2020116780A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2805085C2 publication Critical patent/RU2805085C2/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/10—Transferases (2.)
    • C12N9/12—Transferases (2.) transferring phosphorus containing groups, e.g. kinases (2.7)
    • C12N9/1241—Nucleotidyltransferases (2.7.7)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F11/00—Other organic fertilisers
    • C05F11/08—Organic fertilisers containing added bacterial cultures, mycelia or the like
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07K—PEPTIDES
    • C07K14/00—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/195—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09—Recombinant DNA-technology
    • C12N15/11—DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
    • C12N15/52—Genes encoding for enzymes or proenzymes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09—Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63—Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/67—General methods for enhancing the expression
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09—Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63—Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/74—Vectors or expression systems specially adapted for prokaryotic hosts other than E. coli, e.g. Lactobacillus, Micromonospora
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/10—Transferases (2.)
    • C12N9/12—Transferases (2.) transferring phosphorus containing groups, e.g. kinases (2.7)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/93—Ligases (6)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Y—ENZYMES
    • C12Y207/00—Transferases transferring phosphorus-containing groups (2.7)
    • C12Y207/07—Nucleotidyltransferases (2.7.7)
    • C12Y207/07059—[Protein-PII] uridylyltransferase (2.7.7.59)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Y—ENZYMES
    • C12Y603/00—Ligases forming carbon-nitrogen bonds (6.3)
    • C12Y603/01—Acid-ammonia (or amine)ligases (amide synthases)(6.3.1)
    • C12Y603/01002—Glutamate-ammonia ligase (6.3.1.2)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/01—Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/01—Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
    • C12R2001/22—Klebsiella
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/146—Genetically Modified [GMO] plants, e.g. transgenic plants

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
  • Pretreatment Of Seeds And Plants (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Claims (47)

1. Генетически сконструированная бактерия, содержащая модификацию в glnD, где указанная модификация выбрана из группы, состоящей из делеции всего гена, делеции по существу всего гена, делеции домена ACT, делеции более 50% домена ACT, инактивации домена ACT и инактивации домена UTase.
2. Генетически сконструированная бактерия, содержащая модификацию в glnA, приводящую к измененной экспрессии или активности glnA.
3. Генетически сконструированная бактерия по п. 2, где указанная модификация приводит к сниженной экспрессии glgA.
4. Генетически сконструированная бактерия по п. 2, где указанная модификация включает замену нативного промотора glnA промотором с более низкой активностью.
5. Генетически сконструированная бактерия по п. 2, где указанная модификация включает замену нативного промотора glnA промотором, выбранным из группы, состоящей из промотора glnB, промотора glnD и промотора glnE.
6. Генетически сконструированная бактерия, содержащая модификацию в glnA, приводящую к сниженной экспрессии или активности glnA.
7. Генетически сконструированная бактерия, обладающая измененной экспрессией rpoN.
8. Генетически сконструированная бактерия по п. 7, обладающая повышенной экспрессией rpoN.
9. Генетически сконструированная бактерия по п. 8, обладающая повышенной экспрессией rpoN.
10. Генетически сконструированная бактерия по любому из пп. 1-9, представляющая собой генетически сконструированную диазотрофную бактерию.
11. Генетически сконструированная бактерия по любому из пп. 1-9, где экспрессию rpoN повышают путем делеции нативного промотора rpoN и замены сильным конститутивным промотором.
12. Генетически сконструированная бактерия по любому из пп. 1-9, где указанная генетически сконструированная бактерия является межродовой.
13. Генетически сконструированная бактерия по любому из пп. 1-9, где указанная генетически сконструированная бактерия способна фиксировать атмосферный азот в присутствии экзогенного азота.
14. Генетически сконструированная бактерия по любому из пп. 1-9, где указанная генетически сконструированная бактерия содержит модификацию в генетической сети азотфиксации.
15. Генетически сконструированная бактерия по любому из пп. 1-9, где указанная генетически сконструированная бактерия содержит модификацию в NifA.
16. Генетически сконструированная бактерия по любому из пп. 1-9, где указанная генетически сконструированная бактерия содержит модификацию, приводящую к повышенной экспрессии NifA.
17. Генетически сконструированная бактерия по любому из пп. 1-9, где указанная генетически сконструированная бактерия содержит модификацию в NifL.
18. Генетически сконструированная бактерия по любому из пп. 1-9, где указанная генетически сконструированная бактерия содержит модификацию, приводящую к сниженной экспрессии NifL.
19. Генетически сконструированная бактерия по любому из пп. 1-9, где указанная генетически сконструированная бактерия содержит модификацию в NifH.
20. Генетически сконструированная бактерия по любому из пп. 1-9, где указанная генетически сконструированная бактерия содержит модификацию, приводящую к повышенной экспрессии NifH.
21. Генетически сконструированная бактерия по любому из пп. 1-9, где указанная генетически сконструированная бактерия содержит модификацию, приводящую к повышенной экспрессии генов кластера Nif.
22. Генетически сконструированная бактерия по любому из пп. 1-9, где указанная генетически сконструированная бактерия содержит модификацию в генетической сети ассимиляции азота.
23. Генетически сконструированная бактерия по любому из пп. 1-9, где указанная генетически сконструированная бактерия содержит модификацию в GlnE.
24. Генетически сконструированная бактерия по любому из пп. 1-9, где указанная генетически сконструированная бактерия содержит модификацию, приводящую к сниженной активности GlnE.
25. Генетически сконструированная бактерия по любому из пп. 1-9, где указанная генетически сконструированная бактерия содержит модификацию, приводящую к сниженной активности amtB.
26. Способ увеличения количества получаемого из атмосферы азота в растении, включающий приведение указанного растения в контакт с множеством указанных генетически сконструированных бактерий по любому из пп. 1-25.
27. Способ по п. 26, где указанную генетически сконструированную бактерию применяют к семени указанного растения.
28. Способ по п. 26, где указанную генетически сконструированную бактерию применяют к проростку указанного растения.
29. Способ по п. 26, где указанную генетически сконструированную бактерию применяют к указанному растению в составе жидкого препарата.
30. Способ по п. 26, где указанную генетически сконструированную бактерию применяют к указанному растению после посадки, но до сбора урожая указанного растения.
31. Способ по п. 26, где указанную генетически сконструированную бактерию применяют к указанному растению в качестве подкормки.
32. Способ по п. 26, где указанную генетически сконструированную бактерию применяют к указанному растению в период от одного месяца до восьми месяцев после прорастания.
33. Способ по п. 26, где указанную генетически сконструированную бактерию применяют к указанному растению в период от двух месяцев до восьми месяцев после прорастания.
34. Способ по п. 26, где указанную генетически сконструированную бактерию применяют к указанному растению в период от одного месяца до трех месяцев после прорастания.
35. Способ по п. 26, где указанную генетически сконструированную бактерию применяют к указанному растению в период от трех месяцев до шести месяцев после прорастания.
36. Способ по п. 26, где указанное растение представляет собой растение зерновой культуры.
37. Способ по п. 26, где указанное растение представляет собой растение кукурузы.
38. Способ по п. 26, где указанное растение представляет собой растение риса.
39. Способ по п. 26, где указанное растение представляет собой растение пшеницы.
40. Способ по п. 26, где указанное растение представляет собой растение сои.
41. Композиция, содержащая семя и покрытие семени, где указанное покрытие семени содержит множество указанных генетически сконструированных бактерий по любому из пп. 1-25.
42. Композиция по п. 41, где указанное семя представляет собой семя зерновой культуры.
43. Композиция по п. 41, где указанное семя выбрано из группы, состоящей из семени кукурузы, семени пшеницы, семени риса, семени сои, семени ржи и семени сорго.
44. Композиция, содержащая растение и множество указанных генетически сконструированных бактерий по любому из пп. 1-25.
45. Композиция по п. 44, где указанное растение представляет собой проросток.
46. Композиция по п. 44, где указанное семя представляет собой семя зерновой культуры.
47. Композиция по п. 44, где указанное семя выбрано из группы, состоящей из кукурузы, риса, пшеницы, сои, ржи и сорго.
RU2020116780A 2017-10-25 2018-10-25 Гены-мишени для направленного воздействия на азотфиксацию для улучшения качеств растений RU2805085C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762577149P 2017-10-25 2017-10-25
US62/577,149 2017-10-25
PCT/US2018/057613 WO2019084342A1 (en) 2017-10-25 2018-10-25 GENETIC TARGETS FOR TARGETING NITROGEN FIXATION FOR IMPROVING PLANT CHARACTERISTICS

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2020116780A true RU2020116780A (ru) 2021-11-25
RU2805085C2 RU2805085C2 (ru) 2023-10-11

Family

ID=

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019084342A1 (en) 2019-05-02
US20200331820A1 (en) 2020-10-22
BR112020008002A2 (pt) 2020-11-03
CN117757706A (zh) 2024-03-26
KR20200087166A (ko) 2020-07-20
JP2023100703A (ja) 2023-07-19
AU2018354338B2 (en) 2023-10-26
EP3700879A4 (en) 2022-01-12
CN111527057A (zh) 2020-08-11
MX2020004344A (es) 2020-10-14
AU2024200115A1 (en) 2024-02-01
AU2018354338A1 (en) 2020-05-14
CA3080172A1 (en) 2019-05-02
PH12020550489A1 (en) 2021-03-22
EP3700879A1 (en) 2020-09-02
JP2021500907A (ja) 2021-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Khan et al. Extending thermotolerance to tomato seedlings by inoculation with SA1 isolate of Bacillus cereus and comparison with exogenous humic acid application
Singh et al. Diversity of nitrogen-fixing rhizobacteria associated with sugarcane: a comprehensive study of plant-microbe interactions for growth enhancement in Saccharum spp.
García et al. In vitro PGPR properties and osmotic tolerance of different Azospirillum native strains and their effects on growth of maize under drought stress
RU2020109871A (ru) Способы и композиции для усовершенствования сконструированных микроорганизмов
Fukami et al. Phytohormones and induction of plant-stress tolerance and defense genes by seed and foliar inoculation with Azospirillum brasilense cells and metabolites promote maize growth
Akter et al. Heat stress effects and management in wheat. A review
JP2021500907A5 (ru)
Subramanian et al. Psychrotolerant endophytic Pseudomonas sp. strains OB155 and OS261 induced chilling resistance in tomato plants (Solanum lycopersicum Mill.) by activation of their antioxidant capacity
Chakraborty et al. Water stress amelioration and plant growth promotion in wheat plants by osmotic stress tolerant bacteria
Kantha et al. Potential of biofertilizers from selected Rhodopseudomonas palustris strains to assist rice (Oryza sativa L. subsp. indica) growth under salt stress and to reduce greenhouse gas emissions
Ali et al. Delineation of mechanistic approaches employed by plant growth promoting microorganisms for improving drought stress tolerance in plants
EP2676536A1 (en) Method for producing plant seed containing endophytic micro-organisms
RU2017127214A (ru) Эндофиты семян по сортам и видам, ассоцированные композиции и способы их использования
JP2022529421A (ja) 植物の形質および収量を改善するための新規な種子処理方法および組成物
He et al. Meeting demands for increased cereal production in China
Romanenko et al. Phytohormones of microalgae: biological role and involvement in the regulation of physiological processes. Pt I. auxins, abscisic acid, ethylene
Kamali et al. Effects of Nitroxin and arbuscular mycorrhizal fungi on the agro-physiological traits and grain yield of sorghum (Sorghum bicolor L.) under drought stress conditions
Elayaraja et al. Meta-Topolin (mT) enhances the in vitro regeneration frequency of Sesamum indicum (L.)
Carra et al. Factors affecting somatic embryogenesis in eight Italian grapevine cultivars and the genetic stability of embryo-derived regenerants as assessed by molecular markers
Tsygankova et al. RNAi-mediated resistance against plant parasitic nematodes of wheat plants obtained in vitro using bioregulators of microbiological origin
Ling et al. Identification of novel endophytic yeast strains from tangerine peel
James et al. Unravelling the potential plant growth activity of halotolerant Bacillus licheniformis NJ04 isolated from soil and its possible use as a green bioinoculant on Solanum lycopersicum L.
Kumar et al. Endophytes and seed priming: agricultural applications and future prospects
de Araújo et al. Acclimatization of Musa spp. seedlings using endophytic Bacillus spp. and Buttiauxella agrestis strains
CN107034153B (zh) 一种用于兰州百合的复合微生物菌剂及其制备方法