JP2020521444A - Madsボックス遺伝子における突然変異及びその使用 - Google Patents
Madsボックス遺伝子における突然変異及びその使用 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020521444A JP2020521444A JP2019564092A JP2019564092A JP2020521444A JP 2020521444 A JP2020521444 A JP 2020521444A JP 2019564092 A JP2019564092 A JP 2019564092A JP 2019564092 A JP2019564092 A JP 2019564092A JP 2020521444 A JP2020521444 A JP 2020521444A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gene
- mutant
- homolog
- genetically modified
- solanaceae plant
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 title claims abstract description 290
- 230000035772 mutation Effects 0.000 title claims description 103
- 241000208292 Solanaceae Species 0.000 claims abstract description 154
- 101100118626 Solanum lycopersicum EJ2 gene Proteins 0.000 claims abstract description 141
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims abstract description 139
- 101150118598 Solyc04g005320 gene Proteins 0.000 claims abstract description 94
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 46
- 108700028369 Alleles Proteins 0.000 claims description 191
- 240000003768 Solanum lycopersicum Species 0.000 claims description 110
- 108091033409 CRISPR Proteins 0.000 claims description 55
- 235000007688 Lycopersicon esculentum Nutrition 0.000 claims description 51
- 230000009261 transgenic effect Effects 0.000 claims description 44
- 238000010354 CRISPR gene editing Methods 0.000 claims description 28
- 235000002560 Solanum lycopersicum Nutrition 0.000 claims description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 27
- 231100000350 mutagenesis Toxicity 0.000 claims description 13
- 238000002703 mutagenesis Methods 0.000 claims description 13
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 claims description 10
- 230000006798 recombination Effects 0.000 claims description 10
- 238000005215 recombination Methods 0.000 claims description 10
- 241000227653 Lycopersicon Species 0.000 claims description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- 241000589158 Agrobacterium Species 0.000 claims description 5
- 239000013603 viral vector Substances 0.000 claims description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 3
- 238000010170 biological method Methods 0.000 claims description 2
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 claims description 2
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 abstract description 70
- 150000007523 nucleic acids Chemical group 0.000 description 50
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 43
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 40
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 34
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 33
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 33
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 31
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 31
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 28
- 241001164374 Calyx Species 0.000 description 24
- 101100236420 Oryza sativa subsp. japonica MADS2 gene Proteins 0.000 description 23
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 23
- 108091026890 Coding region Proteins 0.000 description 20
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 20
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 19
- 244000061323 Lycopersicon pimpinellifolium Species 0.000 description 18
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 description 18
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 18
- 241000894007 species Species 0.000 description 17
- 241000219194 Arabidopsis Species 0.000 description 16
- 101100236426 Solanum lycopersicum Solyc04g005320 gene Proteins 0.000 description 16
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 16
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 16
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 15
- 101000616761 Homo sapiens Single-minded homolog 2 Proteins 0.000 description 14
- 210000000349 chromosome Anatomy 0.000 description 14
- 230000006870 function Effects 0.000 description 13
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 13
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 13
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 13
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 12
- 238000003205 genotyping method Methods 0.000 description 11
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 11
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 10
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 10
- 238000011161 development Methods 0.000 description 9
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 9
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 9
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 description 9
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 9
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 9
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 9
- 230000017105 transposition Effects 0.000 description 9
- 101100453223 Solanum lycopersicum J2 gene Proteins 0.000 description 8
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 8
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 8
- 108020004999 messenger RNA Proteins 0.000 description 8
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 8
- 238000000513 principal component analysis Methods 0.000 description 8
- 108091032973 (ribonucleotides)n+m Proteins 0.000 description 7
- 238000000692 Student's t-test Methods 0.000 description 7
- 108700025695 Suppressor Genes Proteins 0.000 description 7
- 108091023040 Transcription factor Proteins 0.000 description 7
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 7
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 7
- KLSJWNVTNUYHDU-UHFFFAOYSA-N Amitrole Chemical compound NC1=NC=NN1 KLSJWNVTNUYHDU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 241000167854 Bourreria succulenta Species 0.000 description 6
- 235000002262 Lycopersicon Nutrition 0.000 description 6
- 238000003559 RNA-seq method Methods 0.000 description 6
- 235000002634 Solanum Nutrition 0.000 description 6
- 241000207763 Solanum Species 0.000 description 6
- 241001263551 Solanum cheesmaniae Species 0.000 description 6
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 6
- 102000040430 polynucleotide Human genes 0.000 description 6
- 108091033319 polynucleotide Proteins 0.000 description 6
- 239000002157 polynucleotide Substances 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 238000012353 t test Methods 0.000 description 6
- 238000007400 DNA extraction Methods 0.000 description 5
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 5
- 235000014680 Saccharomyces cerevisiae Nutrition 0.000 description 5
- 108091027544 Subgenomic mRNA Proteins 0.000 description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 5
- 235000019693 cherries Nutrition 0.000 description 5
- 238000013518 transcription Methods 0.000 description 5
- 230000035897 transcription Effects 0.000 description 5
- 230000017260 vegetative to reproductive phase transition of meristem Effects 0.000 description 5
- 102100036962 5'-3' exoribonuclease 1 Human genes 0.000 description 4
- 108020004705 Codon Proteins 0.000 description 4
- 101000804879 Homo sapiens 5'-3' exoribonuclease 1 Proteins 0.000 description 4
- ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVSA-N L-leucine Chemical compound CC(C)C[C@H](N)C(O)=O ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 4
- QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N L-tryptophane Chemical compound C1=CC=C2C(C[C@H](N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N 0.000 description 4
- ROHFNLRQFUQHCH-UHFFFAOYSA-N Leucine Natural products CC(C)CC(N)C(O)=O ROHFNLRQFUQHCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 108020004485 Nonsense Codon Proteins 0.000 description 4
- 240000003040 Solanum lycopersicum var. cerasiforme Species 0.000 description 4
- 102000040945 Transcription factor Human genes 0.000 description 4
- QIVBCDIJIAJPQS-UHFFFAOYSA-N Tryptophan Natural products C1=CC=C2C(CC(N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 4
- 210000002230 centromere Anatomy 0.000 description 4
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 4
- 238000010362 genome editing Methods 0.000 description 4
- 238000003064 k means clustering Methods 0.000 description 4
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 4
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 4
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 4
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 4
- 230000005070 ripening Effects 0.000 description 4
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 4
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 4
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 3
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 3
- 235000003953 Solanum lycopersicum var cerasiforme Nutrition 0.000 description 3
- 108700019146 Transgenes Proteins 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000010367 cloning Methods 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000008124 floral development Effects 0.000 description 3
- HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N histidine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CN=CN1 HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 3
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000037434 nonsense mutation Effects 0.000 description 3
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 3
- 230000001850 reproductive effect Effects 0.000 description 3
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 3
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 3
- 230000002103 transcriptional effect Effects 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 3
- 238000002759 z-score normalization Methods 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229930024421 Adenine Natural products 0.000 description 2
- GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N Adenine Chemical compound NC1=NC=NC2=C1N=CN2 GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000945470 Arcturus Species 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010356 CRISPR-Cas9 genome editing Methods 0.000 description 2
- 108020005004 Guide RNA Proteins 0.000 description 2
- 108700011259 MicroRNAs Proteins 0.000 description 2
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 description 2
- 241000288906 Primates Species 0.000 description 2
- 238000002123 RNA extraction Methods 0.000 description 2
- 238000010802 RNA extraction kit Methods 0.000 description 2
- 238000012228 RNA interference-mediated gene silencing Methods 0.000 description 2
- 244000194806 Solanum sisymbriifolium Species 0.000 description 2
- 108700009124 Transcription Initiation Site Proteins 0.000 description 2
- 108090000848 Ubiquitin Proteins 0.000 description 2
- 102000044159 Ubiquitin Human genes 0.000 description 2
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 2
- 235000016383 Zea mays subsp huehuetenangensis Nutrition 0.000 description 2
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 2
- 229960000643 adenine Drugs 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 2
- 230000005078 fruit development Effects 0.000 description 2
- 230000005089 fruit drop Effects 0.000 description 2
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 description 2
- 230000009368 gene silencing by RNA Effects 0.000 description 2
- 238000012268 genome sequencing Methods 0.000 description 2
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 2
- 230000001157 hypermorphic effect Effects 0.000 description 2
- 238000009399 inbreeding Methods 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- 235000009973 maize Nutrition 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 125000004573 morpholin-4-yl group Chemical group N1(CCOCC1)* 0.000 description 2
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 2
- 238000013081 phylogenetic analysis Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000003757 reverse transcription PCR Methods 0.000 description 2
- 235000015067 sauces Nutrition 0.000 description 2
- 210000000130 stem cell Anatomy 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 238000003158 yeast two-hybrid assay Methods 0.000 description 2
- 238000001086 yeast two-hybrid system Methods 0.000 description 2
- 241000589155 Agrobacterium tumefaciens Species 0.000 description 1
- 108700039635 Arabidopsis AGL8 Proteins 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 235000002566 Capsicum Nutrition 0.000 description 1
- 244000040944 Carpobrotus aequilaterus Species 0.000 description 1
- 238000001712 DNA sequencing Methods 0.000 description 1
- 108010053770 Deoxyribonucleases Proteins 0.000 description 1
- 102000016911 Deoxyribonucleases Human genes 0.000 description 1
- 241001061260 Emmelichthys struhsakeri Species 0.000 description 1
- PLUBXMRUUVWRLT-UHFFFAOYSA-N Ethyl methanesulfonate Chemical compound CCOS(C)(=O)=O PLUBXMRUUVWRLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108700024394 Exon Proteins 0.000 description 1
- 108010023832 Florigen Proteins 0.000 description 1
- 101000654664 Homo sapiens Neuronal-specific septin-3 Proteins 0.000 description 1
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 description 1
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- HNDVDQJCIGZPNO-YFKPBYRVSA-N L-histidine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CN=CN1 HNDVDQJCIGZPNO-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 1
- 238000007476 Maximum Likelihood Methods 0.000 description 1
- 238000010629 Molecular evolutionary genetics analysis Methods 0.000 description 1
- 108010085220 Multiprotein Complexes Proteins 0.000 description 1
- 102000007474 Multiprotein Complexes Human genes 0.000 description 1
- 102100032769 Neuronal-specific septin-3 Human genes 0.000 description 1
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 description 1
- 244000061176 Nicotiana tabacum Species 0.000 description 1
- 101710163270 Nuclease Proteins 0.000 description 1
- 239000006002 Pepper Substances 0.000 description 1
- 235000004348 Perilla frutescens Nutrition 0.000 description 1
- 244000124853 Perilla frutescens Species 0.000 description 1
- 240000007377 Petunia x hybrida Species 0.000 description 1
- 244000273256 Phragmites communis Species 0.000 description 1
- 235000016761 Piper aduncum Nutrition 0.000 description 1
- 240000003889 Piper guineense Species 0.000 description 1
- 235000017804 Piper guineense Nutrition 0.000 description 1
- 235000008184 Piper nigrum Nutrition 0.000 description 1
- 230000004570 RNA-binding Effects 0.000 description 1
- 238000011529 RT qPCR Methods 0.000 description 1
- 108010083644 Ribonucleases Proteins 0.000 description 1
- 102000006382 Ribonucleases Human genes 0.000 description 1
- 101150010882 S gene Proteins 0.000 description 1
- 238000012300 Sequence Analysis Methods 0.000 description 1
- 108091027967 Small hairpin RNA Proteins 0.000 description 1
- 235000002597 Solanum melongena Nutrition 0.000 description 1
- 244000061458 Solanum melongena Species 0.000 description 1
- 235000018724 Solanum sisymbriifolium Nutrition 0.000 description 1
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 1
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 1
- 238000010459 TALEN Methods 0.000 description 1
- 108010043645 Transcription Activator-Like Effector Nucleases Proteins 0.000 description 1
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 1
- 244000098338 Triticum aestivum Species 0.000 description 1
- 241000219094 Vitaceae Species 0.000 description 1
- 101150019635 WOX9 gene Proteins 0.000 description 1
- 101710097675 WUSCHEL-related homeobox 9 Proteins 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000000370 acceptor Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000011543 agarose gel Substances 0.000 description 1
- 230000009418 agronomic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003975 animal breeding Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000010804 cDNA synthesis Methods 0.000 description 1
- 235000013574 canned fruits Nutrition 0.000 description 1
- 235000014613 canned/preserved soup Nutrition 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002299 complementary DNA Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 244000038559 crop plants Species 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000002939 deleterious effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000003467 diminishing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 231100000673 dose–response relationship Toxicity 0.000 description 1
- 230000003828 downregulation Effects 0.000 description 1
- 238000004520 electroporation Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000032111 floral organ development Effects 0.000 description 1
- 230000001261 florigenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000004883 flower formation Effects 0.000 description 1
- 230000004345 fruit ripening Effects 0.000 description 1
- 230000005094 fruit set Effects 0.000 description 1
- 230000030279 gene silencing Effects 0.000 description 1
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000021021 grapes Nutrition 0.000 description 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 1
- 230000006801 homologous recombination Effects 0.000 description 1
- 238000002744 homologous recombination Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000003018 immunoassay Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 230000036512 infertility Effects 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- -1 it was found that J2 Proteins 0.000 description 1
- 235000008960 ketchup Nutrition 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000004777 loss-of-function mutation Effects 0.000 description 1
- 201000004792 malaria Diseases 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000000442 meristematic effect Effects 0.000 description 1
- 230000031864 metaphase Effects 0.000 description 1
- 239000002679 microRNA Substances 0.000 description 1
- 238000000520 microinjection Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000017074 necrotic cell death Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000003976 plant breeding Methods 0.000 description 1
- 230000004983 pleiotropic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003234 polygenic effect Effects 0.000 description 1
- 108020001580 protein domains Proteins 0.000 description 1
- 230000006916 protein interaction Effects 0.000 description 1
- 230000004850 protein–protein interaction Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000022532 regulation of transcription, DNA-dependent Effects 0.000 description 1
- 230000010076 replication Effects 0.000 description 1
- 230000003362 replicative effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 108091008146 restriction endonucleases Proteins 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000009394 selective breeding Methods 0.000 description 1
- 238000002864 sequence alignment Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 208000011580 syndromic disease Diseases 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 230000009752 translational inhibition Effects 0.000 description 1
- 238000012384 transportation and delivery Methods 0.000 description 1
- 230000009105 vegetative growth Effects 0.000 description 1
- 108700026220 vif Genes Proteins 0.000 description 1
- 210000005253 yeast cell Anatomy 0.000 description 1
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
- 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
- C12N15/79—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
- C12N15/82—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
- C12N15/8201—Methods for introducing genetic material into plant cells, e.g. DNA, RNA, stable or transient incorporation, tissue culture methods adapted for transformation
- C12N15/8213—Targeted insertion of genes into the plant genome by homologous recombination
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K14/00—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
- C07K14/415—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from plants
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01H—NEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
- A01H5/00—Angiosperms, i.e. flowering plants, characterised by their plant parts; Angiosperms characterised otherwise than by their botanic taxonomy
- A01H5/08—Fruits
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01H—NEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
- A01H5/00—Angiosperms, i.e. flowering plants, characterised by their plant parts; Angiosperms characterised otherwise than by their botanic taxonomy
- A01H5/10—Seeds
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01H—NEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
- A01H6/00—Angiosperms, i.e. flowering plants, characterised by their botanic taxonomy
- A01H6/82—Solanaceae, e.g. pepper, tobacco, potato, tomato or eggplant
- A01H6/825—Solanum lycopersicum [tomato]
-
- 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
- C12N2310/00—Structure or type of the nucleic acid
- C12N2310/10—Type of nucleic acid
- C12N2310/20—Type of nucleic acid involving clustered regularly interspaced short palindromic repeats [CRISPRs]
-
- 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
- C12N9/14—Hydrolases (3)
- C12N9/16—Hydrolases (3) acting on ester bonds (3.1)
- C12N9/22—Ribonucleases RNAses, DNAses
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Botany (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Physiology (AREA)
- Developmental Biology & Embryology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Gastroenterology & Hepatology (AREA)
- Natural Medicines & Medicinal Plants (AREA)
- Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Description
本出願は、2017年5月17日に出願された米国仮特許出願第62/507,369号の出願日の利益を主張するものである。この参照される出願の全内容は、参照により本明細書に援用される。
本出願は、アメリカ国立科学財団(National Science Foundation)によって与えられたIOS−1523423及びIOS−1237880の下での政府支援を受けてなされた。米国政府は、本発明に一定の権利を有する。
以下は、本明細書に記載される特定の配列の簡単な説明である。
本開示の態様は、Solyc04g005320遺伝子(又はそのホモログ)の突然変異体、並びにこのような突然変異遺伝子を含む植物、植物細胞、種子、及び核酸に関する。Solyc04g005320遺伝子は、本明細書において長い花序又はLINとも呼ばれる。Solyc04g005320遺伝子は、シロイヌナズナ属(Arabidopsis)におけるSEP4のホモログである。
本開示の他の態様は、Solyc12g038510遺伝子(又はそのホモログ)の突然変異体、並びにこのような突然変異遺伝子を含む植物、植物細胞、種子、及び核酸に関する。Solyc12g038510遺伝子は、本明細書においてジョイントレス−2(Jointless−2)又はJ2とも呼ばれる。Solyc12g038510遺伝子は、シロイヌナズナ属(Arabidopsis)におけるSEP4のホモログである。
本開示の他の態様は、Solyc03g114840遺伝子(又はそのホモログ)の突然変異体、並びにこのような突然変異遺伝子を含む植物、植物細胞、種子、及び核酸に関する。Solyc03g114840遺伝子は、本明細書においてエンハンサー・オブ・ジョイントレス−2(Enhancer−of−Jointless−2)又はEJ2とも呼ばれる。Solyc03g114840遺伝子は、シロイヌナズナ属(Arabidopsis)におけるSEP4のホモログである。
様々な組成(例えば、果実中の強化された可溶性固形分又は糖濃度としても知られているブリックス)を有するより高い収量、より高品質の産物(例えば、果実)及び産物(例えば、果実)が、突然変異体Solyc04g005320遺伝子(又はそのホモログ)、突然変異体Solyc12g038510遺伝子(又はそのホモログ)、又は突然変異体Solyc03g114840遺伝子(又はそのホモログ)などの突然変異遺伝子;又は突然変異体Solyc04g005320遺伝子(又はそのホモログ)及び突然変異体Solyc12g038510遺伝子(又はそのホモログ)の両方、突然変異体Solyc04g005320遺伝子(又はそのホモログ)及び突然変異体Solyc03g114840遺伝子(又はそのホモログ)の両方、又は突然変異体Solyc12g038510遺伝子(又はそのホモログ)及び突然変異体Solyc03g114840遺伝子(又はそのホモログ)の両方などの2つの突然変異遺伝子;又は突然変異体Solyc04g005320遺伝子(又はそのホモログ)、突然変異体Solyc12g038510遺伝子(又はそのホモログ)、及び突然変異体Solyc03g114840遺伝子(又はそのホモログ)などの3つの突然変異遺伝子を含む様々なタイプのナス科(Solanaceae)植物において操作され得る。ある実施形態において、ナス科(Solanaceae)植物は、遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物である。ある実施形態において、「遺伝子組み換え」植物は、化学的又は物理的手段(例えば、CRISPR/Cas9、化学的突然変異生成、放射線、アグロバクテリウム(Agrobacterium)媒介組み換え、ウイルスベクター媒介組み換え、又はトランスポゾン突然変異生成を用いて)によって、少なくとも1つの突然変異を導入された(又は親系統に導入されるなど、植物を産生するのに使用される植物に導入された)植物を含む。
他の態様において、本開示は、遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物を産生するための方法を提供する。ある実施形態において、本方法は、突然変異を、ナス科(Solanaceae)植物中のSolyc04g005320遺伝子(又はそのホモログ)、Solyc12g038510遺伝子(又はそのホモログ)、又はSolyc03g114840遺伝子(又はそのホモログ)に導入し、それによって、遺伝子の突然変異形態を含む遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物を産生することを含む。ある実施形態において、本方法は、突然変異を、ナス科(Solanaceae)植物部位中のSolyc04g005320遺伝子(又はそのホモログ)、Solyc12g038510遺伝子(又はそのホモログ)、又はSolyc03g114840遺伝子(又はそのホモログ)に導入し、植物部位を、遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物の産生のための条件下で及び十分な時間にわたって維持し、それによって、遺伝子の突然変異形態を含む遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物(又はそのホモログ)を産生することを含む。ある実施形態において、突然変異は、Solyc04g005320遺伝子(又はそのホモログ)、Solyc12g038510遺伝子(又はそのホモログ)、及びSolyc03g114840遺伝子(又はそのホモログ)のうちの2つ又は3つ全てに導入される。
野生型Solyc04g005320遺伝子
野生型Solyc04g005320コード配列
突然変異体Solyc04g005320遺伝子対立遺伝子lintrans
突然変異体Solyc04g005320遺伝子対立遺伝子linCR
>allele−1
>allele−2
野生型Solyc12g038510遺伝子
野生型Solyc12g038510コード配列
突然変異体Solyc12g038510遺伝子対立遺伝子j2TE
突然変異体Solyc12g038510遺伝子対立遺伝子j2stop
突然変異体Solyc12g038510遺伝子対立遺伝子j2CR
>allele−1
>allele−2
野生型Solyc03g114840遺伝子
野生型Solyc03g114840コード配列
突然変異体Solyc03g114840遺伝子対立遺伝子ej2W
突然変異体Solyc03g114840遺伝子対立遺伝子ej2CR
>allele−1
>allele−3
要約
改良された花の生産及び収量を有する花序構造の選択は、多くの栽培化された作物において一般的である。しかしながら、トマト花序は、野生原種に類似しており、育種家は、低い受精能のため過剰な分枝を回避していた。本開示は、独立して選択された2つの関連する転写因子における突然変異を保有する分枝した変異型の発見に関する。本明細書に記載されるように、1つの創始者突然変異が、果実における葉状の器官を大きくし、果実サイズが栽培化中に増加されたため選択された。他の突然変異は、花離層帯をなくして、「節なしの」果実茎を提供し、これが、果実の落下を減少させ、機械収穫を促進した。両方の有益な形質を合わせることにより、エピスタシスに起因する望ましくない分枝及び不稔性が引き起こされ、これを、育種家は抑制遺伝子で克服していた。しかしながら、これは、弱い分枝からの生産性向上の機会を制限した。複数のファミリーメンバーのために天然及び操作された対立遺伝子を用いて、本発明者らは、より高い収量の交配種の育種を可能にする一連の花序複雑性を達成した。負のエピスタシスの類似の事例を特徴付け、それを中和することにより、多くの農業生物の生産性を向上させることができた。
実験モデル及び対象の詳細
植物材料及び成長条件
標準的なS.リコペルシカム(S.lycopersicum)栽培品種M82(LA3475)の種子を、本発明のストックから得た。コアコレクション遺伝資源(www.eu−sol.wur.nl)を、Z.Lippman、D.Zamir、及びS.Huang(Lin et al.,2014)の種子ストックから得た。節なしのS.チースマニアエ(S.cheesmaniae)系統LA0166の種子を、カリフォルニア大学デービス校(University of California,Davis)におけるCharles M.Rick Tomato Genetics Resource Center(TGRC)から入手した。frondea突然変異体を、Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research(IPK)(Gatersleben,Germany)の遺伝子バンクから入手した。マイクロトム(Micro−tom)バックグラウンド(TOM−JPG5091)における長い花序(lin)突然変異体の種子は、AMEDのナショナルバイオリソースプロジェクト(National Bio−Resource Project)(NBRP)(日本)(tomatoma.nbrp.jp/)を介して、筑波大学遺伝子実験センター(University of Tsukuba,Gene Research Center)によって提供された。lin突然変異体を、標準的なM82栽培品種に4回戻し交配した。ランドレース種コレクション(S.リコペルシカム(S.lycopersicum)変種セラシフォルメ(cerasiforme))を、E.van der Knaapの種子ストックから得た。エリート育種系統の組織試料、DNA、又は種子を、Syngenta、Nunhems、Monsanto、Lipman Seeds、Johnny’s Seeds、及びTomatoGrowersから入手した。
植物表現型解析
萼片長さの分析のために、系統当たり10個の閉じた花芽の萼片及び花弁の長さを手作業で測定し、萼片/花弁比を計算した。同様の発育段階の成熟した花芽を収集した(開花の1〜2日前、すなわち、開花前)。花序複雑性の分析のために、分枝事象の数を、各複製植物における少なくとも5つの花序において計数した。
酵母におけるタンパク質相互作用アッセイを、上述されるMatchmaker Gold Yeast Two−Hybrid System(Clontech)(Park et al.,2014b)を用いて行った。ベイト(bait)タンパク質のコード配列を、pGBKT7ベクターへとクローニングし、得られたベクターを、Y2HGold酵母菌株へと形質転換した。プレイ(prey)タンパク質のコード配列を、pGADT7 ADベクターへとクローニングし、得られたベクターを、Y187酵母菌株へと形質転換した。ベイト及びプレイタンパク質を発現する1つの酵母菌株を交配させた後、二倍体酵母細胞を選択し、ロイシン及びトリプトファンを含まないドロップアウト培地上で成長させた。タンパク質間相互作用をアッセイするために、クローンを、30℃で3日間にわたって、ロイシン、トリプトファン、及びヒスチジンを含まないトリプル−ドロップアウト培地上で成長させた。自己賦活を阻止するために、3mMの3−アミノ−1,2,4−トリアゾール(3−AT)を加え、又はアデニンを、トリプル−ドロップアウト培地から除去した。クローニングに使用される全てのプライマー配列は、表2中に見られる。
生きた***組織を、Nikon SMZ1500実体顕微鏡(Nikon)を用いてイメージングした。茎頂を、苗から切開し、より古い原始葉を除去して、***組織を露出させた。切開の直後に、光学層の配列を、実体顕微鏡に取り付けられたNikon DS−Ri1デジタルカメラ(Nikon)を用いてイメージングした。NIS Elements BR3.2ソフトウェア(Nikon)を用いて、光学切片のZ−スタックをアライメントし、重ね合わせて、最終的な焦点の合った像を生成した。
s2突然変異体植物のための***組織収集、RNA抽出、及びライブラリー作製を、既に記載されるように行った(Park et al.,2012)。簡潔に述べると、苗シュートを、***組織成熟の栄養期***組織(VM)、転換期***組織(TM)、仮軸花序***組織(SIM)、及び花芽***組織(FM)段階において収集し、それらを直ちに氷冷アセトン中で固定した。***組織を、ステレオスコープを用いて手作業で切開し、独立した植物からの30〜50の***組織からなる2つの生物学的複製物を生成した。全RNAを、PicoPure RNA Extraction kit(Arcturus)を用いて抽出し、mRNAを、Dynabeads mRNA Purification kits(Thermo Fisher)を用いて精製した。バーコード付きライブラリーを、製造業者の指示にしたがって、Illumina用のNEBNext Ultra RNA library prep kitを用いて作製し、Bioanalyzer 2100(Agilent)及びKapa Library quantification kit(Kapa Biosystems)をそれぞれ用いて、サイズ分布及び濃度について評価した。ライブラリーを、Genome Center of Cold Spring Harbor Laboratories(Cold Spring Harbor)で単一のIllumina Hiseq 2500レーン(222,279,510百万ペアエンドリード)においてシーケンシングした。
s2突然変異体における原因突然変異をマッピングするために、s2をS.リコペルシカム(S.lycopersicum)栽培品種M82と、及びs2をS.ピンピネリフォリウム(S.pimpinellifolium)と交配させることによって、2つの第2世代(F2)集団を産生した。合計で464のs2×M82 F2植物から、25のs2突然変異体、20のj2突然変異体、及び13のWT同胞種を、組織収集、核単離、及びDNA抽出のために選択した。各植物からの等量の組織(約0.2g)を、標準的なプロトコルを用いてDNA抽出のためにプールした。ライブラリーを、550bpの挿入サイズにせん断された2μgのゲノムDNAから、Illumina TruSeq DNA PCR−free prep kitを用いて作製した。合計で576のs2×S.ピンピネリフォリウム(S.pimpinellifolium)F2植物から、16のs2突然変異体、9のj2突然変異体、及び13の野生型同胞種を、DNA抽出のために選択した。DNAはまた、s2親(LA4371)から抽出した。ライブラリーを、550bpの挿入サイズにせん断された200ngのゲノムDNAから、Illumina TruSeq Nano DNA prep kitを用いて作製し、8サイクルの最終的な増幅を行った。全てのDNAライブラリーを、Cold Spring Harbor Laboratory Genome Center(Woodbury,NY)でIllumina NextSeqプラットフォームにおいてシーケンシングした。s2×M82 F2集団について、62,317,992、73,496,741、及び79,699,274のペアエンド151−bpリードが、それぞれs2突然変異体、j2突然変異体、及びWT同胞種試料について得られた。s2×S.ピンピネリフォリウム(S.pimpinellifolium)F2集団について、32,979,728、82,439,796、及び50,763,441のペアエンド151−bpリードが、それぞれs2、j2、及びWT同胞種のプールについて得られた。s2親について、48,281,689のペアエンド151−bpリードが得られた。
半定量的RT−PCRのために、種子を、完全な暗所で、28℃で、湿らせたワットマン紙上で発芽させた。類似した発芽段階の苗を、72セルプラスチックフラット中の土壌に移し、温室内で成長させた。茎頂を、***組織成熟(Park et al.,2012)の花芽***組織(FM)段階において収集し、液体窒素中で直ちに急速冷凍した。製造業者の指示にしたがって、全RNAを、RNeasy Plant Mini Kit(Qiagen)を用いて抽出し、RNase Free DNase Set(Qiagen)、又はArcturus PicoPure RNA Extraction kit(Thermo Fisher)で処理した。100ng〜1μgの全RNAを、SuperScript III First−Strand Synthesis System(Invitrogen)を用いてcDNA合成に使用した。全てのプライマー配列が、表2中に見られる。
トマト及びシロイヌナズナ属(Arabidopsis)SEPファミリーメンバーの配列を、Phytozome v11データベース(phytozome.net)から入手し、MEGAにおけるClustalW関数を用いてアライメントした。1,000のブートストラップ複製を有するタンパク質の系統樹を、MEGA6(Tamura et al.,2013)における最大尤度法を用いて構築した。シロイヌナズナ属(Arabidopsis)SEP1/2、SEP3、及びSEP4を含むクレード中の相同タンパク質を、それぞれSEP1/2−、SEP3−、及びSEP4−ホモログとして割り当てた。
CRISPR/Cas9突然変異生成及びトランスジェニック植物の産生を、標準的なプロトコル(Belhaj et al.,2013;Brooks et al.,2014)にしたがって行った。簡潔に述べると、標的遺伝子のコード配列における2つのシングルガイド(sg)RNA結合を、CRISPR−P tool(cbi.hzau.edu.cn/cgi−bin/CRISPR)(Lei et al.,2014)を用いて設計した。ベクターを、Golden Gate cloning system(Werner et al.,2012)を用いてアセンブルした。sgRNA−1及びsgRNA−2を、それぞれレベル1アクセプタpICH47751及びpICH47761におけるシロイヌナズナ属(Arabidopsis)U6プロモーターの下流でクローニングした。レベル1構築物pICH47731−NOSpro::NPTII、pICH47742−35S:Cas9、pICH47751−AtU6pro:sgRNA−1、及びpICH47761−AtU6::sgRNA−2を、バイナリーイレベル2ベクターpAGM4723においてアセンブルした。15μlの制限−ライゲーション反応を、サーマルサイクラーにおいて行った(37℃で3分及び16°で4分を20サイクル、50℃で5分、80℃で5分、及び4℃で最終的な貯蔵)。全てのsgRNA配列が、表2中に列挙される。
フレッシュマーケット(fresh−market)トマト育種のためのj2 ej2及びs遺伝子型の可能性を試験するために、ある範囲の果実形状(Dani Zamir)を有する高収量の無限花序のチェリートマト栽培品種を育種するために生育された育種集団から単離された準同質遺伝子系統を交配させることによって、交配種を産生した。遺伝子型に応じて、それぞれのチェリー親(BC1)に1回戻し勾配した後、3世代(F3)のために近親交配するか、又は3〜6世代(F3〜F6)のために近親交配することによって、準同質遺伝子系統を産生した。果実形状、花序タイプ、及び収量特性を評価し、各世代を選択した。親及び交配種系統当たり10の複製植物を、2017年にHatzav(Israel)のネットハウスにおいて無作為化された区画設計(randomized plot design)で成長させた。損傷した又は罹病した植物に、シーズンを通して印を付け、それを分析から除外した。
EJ2(j2 EJ2)のための節なしの(j2TE)加工用近交系(F6)野生型を、試験及び対照交配種を産生するための親(P−6022)として用いた。試験親を、ej2wについて分離した節なし(j2TE)チェリー近交系集団(BC1F3)から単離した。2つのj2TE親(P−6086−2及びP−6086−9)及び2つのj2TE ej2w親(P−6086−4及びP−6086−8)を、ej2w遺伝子型決定によって選択し、P−6022と交配させた。j2TE 試験親(試験−1についてはP−6086−2及び試験−2についてはP−6086−9)を、j2TE親(P−6022)と交配させることによって、対照交配種を産生した。j2TE ej2w試験親(試験−1についてはP−6086−4及び試験−2についてはP−6086−8)を、j2TE親(P−6022)と混合交配させることによって、試験交配種を産生した。
無限花序のカクテル用近交系(F3)及び有限花序のチェリー近交系(F3)を、試験及び対照交配種を産生するための親(それぞれP−6097及びP−6105)として用いた。試験親を、s突然変異を分離した無限花序のチェリー型F5近交系系統から単離した。S(P−6089)のための1つの親野生型及び1つのs突然変異体親(P−6090)を、表現型解析によって選択し、自家受精させた。F6世代が、非分枝(P−6089)及び複合花序(P−6090)について安定していた。S親(試験−1についてはP−6097及び試験−2についてはP−6105)を、それぞれS(P−6089)及びs(P−6090)試験親と混合交配させることによって、対照及び試験交配種を産生した。
サンプリング
花序当たりの花数及び花序節間長さの定量分析のために、遺伝子型当たり少なくとも10の花序を分析した。花序複雑性の定量分析のために、遺伝子型当たり、6つの個々の複製植物からそれぞれ少なくとも5つの花序を分析した。相対萼片長さの定量分析のために、遺伝子型又は生態型当たり少なくとも10個の花を分析した。交配種花序形質(花序当たりの分枝事象の数、植物当たりの枝及び花の総数)を、個々の植物当たり6つの後続の花序及び交配種系統当たり9〜10の個々の植物について決定した。個々の植物当たりの緑熟果及び赤熟果の総数を、植物当たり6つの後続の花序及び交配種系統当たり9〜10の個々の植物から決定した。個体の正確な数(N)が、全ての図に示される。統計的計算を、R及びMicrosoft Excelを用いて行った。各測定されたパラメータの平均値を、両側2標本スチューデントt検定を用いて比較した。
野生型M82、複合花序(s)突然変異体(Lemmon et al.,2016;Park et al.,2012)、及びs2突然変異体についてのリードを、Trimmomatic v0.32(HiSeq2500パラメータ:ILLUMINACLIP:TruSeq3−PE−2.fa:2:40:15:1:FALSE LEADING:3 TRAILING:3 SLIDINGWINDOW:4:15 MINLEN:36;GAIIxパラメータ:ILLUMINACLIP:TruSeq2−PE.fa:2:30:10:1:FALSE LEADING:3 TRAILING:3 SLIDINGWINDOW:4:15 MINLEN:36 TOPHRED33)(Bolger et al.,2014b)を用いて、クオリティによってトリムし、Tophat2 v2.0.127(パラメータ:−−b2−very−sensitive−−read−mismatches 2−−read−edit−dist 2−−min−anchor 8−−splice−mismatches 0−−min−intron−length 50−−max−intron−length 50000−−max−multihits 20)(Kim et al.,2013)を用いて、トマト(SL2.50)(Consortium,2012)の参照ゲノム配列に対してアライメントした。アライメントを、samtools(Li et al.,2009)を用いてソートし、HTSeq−count v0.6.08(パラメータ:−−format=bam−−order=name−−stranded=no−−type=exon−−idattr=Parent)(Anders et al.,2015)を用いて、参照のアノテーションされた遺伝子特徴(ITAG2.4)に対してアライメントされた固有のリードペアとして遺伝子発現を定量した。
様々な突然変異体のシーケンシングによるマッピングのために、リードを、Trimmomatic v0.32(HiSeq 2500リードパラメータ:ILLUMINACLIP:TruSeq3−PE−2.fa:2:40:15:1:FALSE LEADING:3 TRAILING:3 SLIDINGWINDOW:4:15 MINLEN:36;GAIIxリードパラメータ:ILLUMINACLIP:TruSeq2−PE.fa:2:30:10:1:FALSE LEADING:3 TRAILING:3 SLIDINGWINDOW:4:15 MINLEN:36 TOPHRED33)を用いて、クオリティによってトリムし、ペアリードを、BWA−MEM v0.7.10−r789(パラメータ:−M)(Li,2013)を用いて、参照トマトゲノム(SL2.50)に対してマッピングした。次に、アライメントを、samtoolsを用いてソートし、PicardTools v1.126(パラメータ:VALIDATION_STRINGENCY=LENIENT)(Li et al.,2009,broadinstitute.github.io/picard)で複製物に印を付けた。SNPを、参照M82(Bolger et al.,2014a)及びS.ピンピネリフォリウム(S.pimpinellifolium)(Consortium,2012)リードに加えてこのプロジェクトからの様々なシーケンシングプールについて、リードアライメントを用いてsamtools/bcftools v1.3.1(samtools mpileupパラメータ:−−ignore−RG−−max−depth 1000000−−output−tags DP,AN−−min−BQ 0−−no−BAQ−−uncompressed−−BCF;bcftools callパラメータ:−−multiallelic−caller−−variants−only−−output−type z)(Li、2011;Li et al.,2009)でコーリングした。次に、bcftools(Li,2011)を用いて、コーリングされたインデルから少なくとも100bpの二対立遺伝子高品質(MQ≧50)SNPについて、コーリングされたSNPをフィルタリングした。リードアライメント及びSNPコーリング及びフィルタリングの後、全てのマッピング統計及び計算を、R(RTeam,2015)を用いて行った。1Mbのスライディングウィンドウ(100kbによる)内の分離二対立遺伝子SNPにおける各対立遺伝子のリード深さを、様々な突然変異体(lin、s2、j2、s2の抑制)並びに野生型シーケンシングプールについて合計し、突然変異体:非突然変異体SNP比を計算した。最後に、突然変異体SNP比を、野生型SNP比(+0.5)で除算し、トマトゲノムにわたってプロットした。
この試験において生成された生のシーケンシングリードは、BioProject SRP100435下で、Sequence Read Archive(ncbi.nlm.nih.gov/sra)にデポジットした。トマトコアコレクション(例えば、unity.phenome−networks.comを参照されたい)のため、CRISPR設計(例えば、cbi.hzau.edu.cn/cgi−bin/CRISPRを参照されたい)のため、配列検索(例えば、phytozome.jgi.doe.gov/を参照されたい)のため、及びデータデポジション(例えば、ncbi.nlm.nih.gov/sraを参照されたい)のためのさらなる資源も、当業者に入手可能である。
s2変異型は、分枝した花序及び節なしの小花柄を有する花を産生する
トマト花序の改良についての課題を検証するために、4,193の野生及び栽培化系統のコアコレクションを、単一の枝に沿って配置された複数の花の典型的な花序構造からの逸脱についてスクリーニングした(図1A)(unity.phenome−networks.com,STAR Methodsを参照)。全てが遺伝子複合花序を欠いた23の極めて分枝した系統が、以前に報告された(S、シロイヌナズナ属(Arabidopsis)WUSCHEL−RELATED HOMEOBOX 9、WOX9のホモログ)(図1B)(Lippman et al.,2008)。しかしながら、より低頻度で分枝し、また、「節」として知られている花の茎(小花柄)上の離層帯を欠いたsに対する対立遺伝子でない3つの希少な変異型も発見された(図1C、1D、及び7A〜7F)。他の遺伝資源供給源の探求により、X線突然変異生成から誘導される1つのさらなる分枝した節なし突然変異体が提供された(図7C及び7F)(Stubbe,1972)。全ての4つの系統間の交配は、補完できなかった(図7G〜7I)。したがって、これらの系統は、まとめて複合花序2(s2)と命名された。
j2突然変異体を、12番染色体のセントロメアに対して予めマッピングしたが、不十分な組み換えが、関与する遺伝子の同定を防いだ(Budiman et al.,2004;Yang et al.,2005)。j2及びej2の根底にある遺伝子をクローニングするために、s2を、節のある(J2/J2)栽培品種M82及びトマトの野生原種、S.ピンピネリフォリウム(S.pimpinellifolium)と交配させることによって、2つのF2集団を産生した。種内のF2集団において、s2植物が、約1/16の予測される比率で分離したが、この分離は、S.ピンピネリフォリウム(S.pimpinellifolium)集団より大幅に低く、これは、不明の修飾遺伝子座がs2分枝を抑制し得ることを示唆している(図9A〜9C)。j2及びej2を同時にマッピングするために、ゲノムシーケンシングを、s2、j2、及びWT F2分離植物からのDNAのプールにおいて行った(STAR Methodsを参照)。両方の集団におけるs2及びWTプール間のSNP比を比較することにより、s2親からのSNPに対する強い偏りにより、3番染色体の下部及び12番染色体のセントロメアの近くの領域が示された(図2A、9D、及び9E)。s2及びj2間のSNP比は、3番染色体の下部のみに偏りを示した。これらの結果により、j2が12番染色体セントロメアの近くに位置することが確認され、ej2が3番染色体上にあることが示された。
最近の育種計画において、節なし品種の価値は、果実落下及び加工用トマト産業のための機械収穫中の収穫後の損傷を減少させるそれらの可能性のため認識されてきた。しかしながら、j1を保有する植物は、少ない花を発生させた後に花序が栄養成長に戻ることにより収量が少ない(Butler,1936;Mao et al.,2000)。したがって、j2が、過去50年の育種にわたって広く好まれてきた。しかしながら、育種家は、おそらく、ej2wによる負のエピスタシスのため、j2を様々な栽培化バックグラウンドに導入する際の過剰な花序分枝及び低収量についての問題を抱えていることが多い(Robinson,1980)。ej2wが育種へのj2利用をどの程度妨げるかを決定するために、568の野生及び栽培化系統を、トマトコアコレクションから遺伝子型決定し、半分以上が、ej2w対立遺伝子に対してホモ接合型であることが分かった(図3A)。特に、ej2wは、S.ピンピネリフォリウム(S.pimpinellifolium)に含まれなかったが、初期栽培品種(ランドレース種)の40%が、突然変異に対してホモ接合型であり、パーセンテージは、栽培品種で2倍になった。最も重要なことには、ej2wは、確認されたランドレース種のサブセット内を含め、長い萼片に強く関連しており(Blanca et al.,2015)、これは、栽培化中の選択を示唆している(図3B〜3E)。これの裏付けとして、ej2wは、以前に報告された栽培化及び改良選択的スイープに近接している(<46Kbp)(Lin et al.,2014)。特に、ランドレース種においても発生する少ない果実重量QTL(fw3.2)は、EJ2に近接している(約85Kbp)(Chakrabarti et al.,2013;Zhang et al.,2012)。62のランドレース種の間で、系統が、ej2wを保有するが、fw3.2を保有しないことが分かり(ej2w/FW3.2:7%)、逆もまた同様であり(EJ2/fw3.2:9%)、これは、各突然変異対立遺伝子が、独立して発生し、おそらく栽培化において早期に組み合わされたことを示唆している。全ての栽培化系統が両方の対立遺伝子を保有しているわけではないことが分かり(ej2w/FW3.2:2%;EJ2/fw3.2:11%,)、これは、両方の突然変異が、栽培化及び改良中に独立して伝えられたか、又は同時選択され、次に、育種によって後に分離されたことを示している。
ej2wが、トマト遺伝資源において広まっており、j2がはるかに遅く発生したため、j2対立遺伝子のいずれかをほとんどの栽培品種に導入することは、望ましくない分枝及び低収量をもたらし得る。しかしながら、これらの悪影響を育種によって克服することができたことが報告された(Robinson,1980)。1つの可能性は、ej2wが交配を通して分離されたことである。あるいは、育種家は、分枝の天然の抑制遺伝子を同定し、選択した。これを試験するために、153の非分枝の節のある及び節なしのエリート近交系及び交配種を、主要な種子会社及び一般の育種家から入手し(STAR Methodsを参照)、両方の突然変異について遺伝子型決定した。全ての節なし系統が、j2TEに対してホモ接合型であり、これは、栽培化遺伝資源において生じた対立遺伝子が育種に有利であったことを示す。加工用及びフレッシュマーケット生産用の新たなトマト品種は、別個の育種計画において発生されるため、j2TEが両方に用いられたかどうかが問われた。節なしの形質の価値は、加工用タイプの機械収穫について最も認識されており、これの裏付けとして、j2TE対立遺伝子が、採取された加工用系統の74%中に存在していた。あまり広まっていないが、j2TEは、フレッシュマーケット系統の34%でも見られ、これは、j2TEが、両方の育種計画において用いられ続けていることを示している。
s2分枝の根底にある負のエピスタシスの詳細な分析は、***組織成熟及び花序の発生を制御するように重複的に作用する2つのトマトSEP4遺伝子を明らかにした。これは、これらの遺伝子が、花序構造及び花の生産を調節するために他のトマトSEPファミリーメンバーとどの程度協働し、農業用途の可能性を有し得るかという問題につながった。シロイヌナズナ属(Arabidopsis)において、4つの重複SEP遺伝子のファミリーが、花器官決定を確立するために必要とされる(Ditta et al.,2004;Pelaz et al.,2000)。トマトは、6つのメンバーの拡大したSEPファミリーを有し(Consortium,2012)、タンパク質配列の系統発生分析は、シロイヌナズナ属(Arabidopsis)SEP1、2、及び3が、2つのトマトホモログ(Solyc05g015750/TM5及びSolyc02g089200/TM29)を有することを示した(図5A)。対照的に、SEP4の4つのホモログがあり、それらの中の1つが、RIPENING INHIBITOR(RIN)遺伝子である。RINにおける古典的な突然変異が、熟成を阻止し、果実を固いまま保ち、長期間かけて熟成させて、寿命を延ばすヘテロ接合型の量的効果のため、交配種育種において広く用いられる(Klee and Giovannoni,2011;Vrebalov et al.,2002)。
J2、EJ2、及びLINにおける個々の及び複合の突然変異は、弱い(lin単一突然変異体)から極めて重度(j2 ej2 lin三重突然変異体)に及ぶ一連の3つの形態の増加した花序複雑性を提供し、これは、これらのSEP4遺伝子間の量的関係を示している。フロリゲン経路における遺伝子間の量的関係を利用して、ある定量範囲の植物構造を生成することができることが実証されており、これは、有限花序の圃場で生育されたトマトの向上した生産性につながる(Park et al.,2014b;Soyk et al.,2016)。量的感受性が、花序構造及び花の生産を微調整するのに同様に使用され得ることが理由付けられた。これを試験するために、j2の強い対立遺伝子と、同系M82バックグラウンドにおけるej2w又はej2CRとの一連のホモ接合型及びヘテロ接合型組合せがまず生成された(図6A及び6B)。全ての二重ヘテロ接合体(例えばj2/+ej2w/+;j2/+ej2CR/+)及びj2に対してヘテロ接合型であり、ej2wに対してホモ接合型である植物(j2/+ej2w)が、単一突然変異体のような非分枝の花序を産生した。対照的に、j2バックグラウンドにおけるej2wのヘテロ接合性(j2 ej2w/+)は、j2/+ej2CRと同様に、弱い分枝を与えた。特に、ヌルj2バックグラウンドにおけるヌルej2CR対立遺伝子に対するヘテロ接合性(j2 ej2CR/+)は、s2花序(j2 ej2w)に一致する分枝をもたらし、これは、ej2wが弱い対立遺伝子であることをさらに実証し、これらの遺伝子間の感受性の量的関係を確認する。これらの結果を考えると、他の***組織成熟調節因子が、花序構造に対して同様の量的感受性を有し得ることが理由付けられ、これを、WOXタンパク質ファミリーのメンバーであるSを用いて試験した(Graaff et al.,2009;Lippman et al.,2008)。実際に、3つのs突然変異対立遺伝子に対してヘテロ接合型の植物はまた、軽度に分枝し(図6C及び6D)、これは、独立した***組織成熟遺伝子の量的感受性が、花序構造の量的調整を可能にすることを実証している。
用量依存的な量的変動、弱い対立遺伝子、及び作物改良
この試験は、生産性を向上させるための花序複雑性の自然変異の根底にある遺伝子及び対立遺伝子の可能性の調査を含んでいた。s2分枝変異型を分析することによって、トマトMADSボックス遺伝子のSEP4サブファミリーの複数のメンバーが、***組織成熟及び花序構造を調節するのに重要な重複した役割を果たすことが分かった。トマト栽培化に関与する第1のMADSボックスファミリーメンバーがさらに記載され、多様な作物の栽培化及び改良に寄与する際のこの転写因子ファミリーの増加する重要性を強調している(Singh et al.,2013;Vrebalov et al.,2002;Zhao et al.,2011)。***組織発現SEP4遺伝子間の相互作用を詳細に分析することによって、量的関係が、育種のための可能性を有するMADSボックス突然変異の一連の対立遺伝子間で明らかにされた。Sにおける突然変異を含むこの対立遺伝子群は、花序構造を操作するためのツールキットを含み、これは、現在、LINなどの、***組織成熟のさらなる調節因子に拡張され得る。これを実証するために、CRISPR/Cas9を用いて、エリートチェリートマト栽培品種Sweet 100におけるLINを標的にし、中程度に分枝した花序及び増加した花の生産を有する突然変異系統を産生した(図10P〜10S)。
育種の進歩は、主に、予測可能な相加効果を有する遺伝子座によって引き起こされる。例えば、トウモロコシの開花期変化の大部分は、何千もの小さい相加的な量的形質遺伝子座(QTL)によって決定され(Buckler et al.,2009)、同じことが、他の作物の形質にも当てはまる(Doust et al.,2014;Gao et al.,2015)。しかしながら、プラス及びマイナスの両方のエピスタシス相互作用も、特に、異なる遺伝資源と共に機能する場合、育種において重要である。例えば、コメにおける種間の量的形質遺伝子座(QTL)間の相互作用は、アルミニウム耐性を向上させ得るが(Famoso et al.,2011)、トマトにおける同じ収量形質に影響を与える複数の野生種由来QTLを合わせると、相加作用未満(less−than−additive)又は「収穫逓減(diminishing returns)」エピスタシスをもたらす(Eshed and Zamir,1996)。
Ampomah−Dwamena,C.,Morris,B.A.,Sutherland,P.,Veit,B.,and Yao,J.(2002).Down−Regulation of TM29,a Tomato SEPALLATAHomolog,Causes Parthenocarpic Fruit Development and Floral Reversion.Plant Physiol 130,605−617.
Anders,S.,Pyl,P.T.,andHuber,W.(2015).HTSeq−A Python framework to work withHigh−throughput sequencing data.Bioinformatics 31,166−169.
Ashikari,M.,Sakakibara,H.,Lin,S.,Yamamoto,T.,Takashi,T.,Nishimura,A.,Angeles,E.R.,Qian,Q.,Kitano,H.,and Matsuoka,M.(2005).Cytokinin oxidase regulates rice grain production.Science.309,741−745.
Belhaj,K.,Chaparro−Garcia,A.,Kamoun,S.,and Nekrasov,V.(2013).Plant genome editing made easy:targeted mutagenesis in model and crop plants using the CRISPR/Cas system.Plant Methods 9,doi:10.1186/1746−4811−9−39.
Bemer,M.,Karlova,R.,Ballester,A.R.,Tikunov,Y.M.,Bovy,A.G.,Wolters−Arts,M.,Rossetto,P.D.B.,Angenent,G.C.,and de Maagd,R.a(2012).The tomato FRUITFULLHomologs TDR4/FUL1 and MBP7/FUL2 regulate ethylene−independent aspects of fruit ripening.Plant Cell 24,4437−4451.
Blanca,J.,Montero−Pau,J.,Sauvage,C.,Bauchet,G.,Illa,E.,Diez,M.J.,Francis,D.,Causse,M.,van der Knaap,E.,and Canizares,J.(2015).Genomic variation in tomato,from wild ancestors to contemporary breeding accessions.BMC Genomics 16,257.
Boden,S.A.,Cavanagh,C.,Cullis,B.R.,Ramm,K.,Greenwood,J.,Jean Finnegan,E.,Trevaskis,B.,and Swain,S.M.(2015).Ppd−1 is a key regulator of inflorescence architecture and paired spikelet development in wheat.Nat.Plants 1,14016.
Bolger,A.,Scossa,F.,Bolger,M.E.,Lanz,C.,Maumus,F.,Tohge,T.,Quesneville,H.,Alseekh,S.,Sorensen,I.,Lichtenstein,G.,et al.(2014a).The genome of the stress−tolerant wild tomato species Solanum pennellii.Nat.Genet 46,1034−1038.
Bolger,A.M.,Lohse,M.,and Usadel,B.(2014b).Trimmomatic:A flexible trimmer for Illumina sequence data.Bioinformatics 30,2114−2120.
Bomblies,K.,and Weigel,D.(2007).Hybrid necrosis:autoimmunity as a potential gene−flow barrier in plant species.Nat.Rev.Genet.8,382−393.
Brooks,C.,Nekrasov,V.,Lippman,Z.B.,and Van Eck,J.(2014).Efficient Gene Editing in Tomato in the First Generation Using the CRISPR/Cas9 System.Plant Physiol 166,1292−1297.
Buckler,E.S.,Holland,J.B.,Bradbury,P.J.,Acharya,C.B.,Brown,P.J.,Browne,C.,Ersoz,E.,Flint−Garcia,S.,Garcia,A.,Glaubitz,J.C.,et al.(2009).The genetic architecture of maize flowering time.Science.325,714−718.
Budiman,M.A.,Chang,S.B.,Lee,S.,Yang,T.J.,Zhang,H.B.,De Jong,H.,and Wing,R.a.(2004).Localization of jointless−2 gene in the centromeric region of tomato chromosome 12 based onHigh resolution genetic and physical mapping.Theo Appl Genet 108,190−196.
Butler,L.(1936).Inherited characters in the tomato.II.Jointless pedicels.J.Hered.27,25−26.
Chae,E.,Bomblies,K.,Kim,S.T.,Karelina,D.,Zaidem,M.,Ossowski,S.,Martin−Pizarro,C.,Laitinen,R.A.E.,Rowan,B.A.,Tenenboim,H.,et al.(2014).Species−wide genetic incompatibility analysis identifies immune genes asHot spots of deleterious epistasis.Cell 159,1341−1351.
Chakrabarti,M.,Zhang,N.,Sauvage,C.,Munos,S.,Blanca,J.,Canizares,J.,Diez,M.J.,Schneider,R.,Mazourek,M.,McClead,J.,et al.(2013).A cytochrome P450 regulates a domestication trait in cultivated tomato.P Natl Acad Sci USA 110,17125−17130.
Chou,H.−H.,Chiu,H.−C.,Delaney,N.F.,Segre,D.,and Marx,C.J.(2011).Diminishing Returns Epistasis Among Beneficial Mutations Decelerates Adaptation.Science.332,1190−1192.
Consortium,T.T.G.(2012).The tomato genome sequence provides insights into fleshy fruit evolution.Nature 485,635−641.
Ditta,G.,Pinyopich,A.,Robles,P.,Pelaz,S.,and Yanofsky,M.F.(2004).The SEP4 Gene of Arabidopsis thaliana Functions in Floral Organ and Meristem Identity.Curr.Biol 14,1935−1940.
Doebley,J.,Stec,A.,andHubbard,L.(1997).The evolution of apical dominance in maize.Nature 386,485−488.
Doebley,J.F.,Gaut,B.S.,and Smith,B.D.(2006).The Molecular Genetics of Crop Domestication.Cell 127,1309−1321.
Doust,A.N.,Lukens,L.,Olsen,K.M.,Mauro−Herrera,M.,Meyer,A.,and Rogers,K.(2014).Beyond the single gene:How epistasis and gene−by−environment effects influence crop domestication.Proc.Natl.Acad.Sci.1−6.
Eshed,Y.,and Zamir,D.(1996).Less−than−additive epistatic interactions of quantitative trait loci in tomato.Genetics 143,1807−1817.
Famoso,A.N.,Zhao,K.,Clark,R.T.,Tung,C.,Wright,M.H.,Kochian,L.V,and Mccouch,S.R.(2011).Genetic Architecture of Aluminum Tolerance in Rice(Oryza sativa)Determined through Genome−Wide Association Analysis and QTL Mapping.Plos Genet 7,e1002221.doi:10.1371/journal.pgen.1002221.
Futschik,M.(2015).Mfuzz:Soft clustering of time series gene expression data.R package version 2.30.0.
Gao,X.,Zhang,X.,Lan,H.,Huang,J.,Wang,J.,and Zhang,H.(2015).The additive effects of GS3 and qGL3 on rice grain length regulation revealed by genetic and transcriptome comparisons.BMC Plant Biol.15,156.
Graaff,E.Van Der,Laux,T.,and Rensing,S.A.(2009).Protein family review The WUSHomeobox−containing(WOX)protein family.Genome Biol 10,1−9.
Gupta,S.and Van Eck,J.(2016).Modification of plant regeneration medium decreases the time for recovery of Solanum lycopersicum cultivar M82 stable transgenic lines.Plant Cell Tissue Organ Cult.127,417−423.
Hartmann,U.,Hoehmann,S.,Nettesheim,K.,Wisman,E.,Saedler,H.,andHuijser,P.(2000).Molecular cloning of SVP:A negative regulator of the floral transition in Arabidopsis.Plant J.21,351−360.
Heck,J.A.,Argueso,J.L.,Gemici,Z.,Reeves,R.G.,Bernard,A.,Aquadro,C.F.,and Alani,E.(2006).Negative epistasis between natural variants of the Saccharomyces cerevisiae MLH1 and PMS1 genes results in a defect in mismatch repair.Proc.Natl.Acad.Sci.103,3256−3261.
Huang,X.,Qian,Q.,Liu,Z.,Sun,H.,He,S.,Luo,D.,Xia,G.,Chu,C.,Li,J.,and Fu,X.(2009).Natural variation at the DEP1 locus enhances grain yield in rice.Nat.Genet 41,494−497.
Jiao,Y.,Wang,Y.,Xue,D.,Wang,J.,Yan,M.,Liu,G.,Dong,G.,Zeng,D.,Lu,Z.,Zhu,X.,et al.(2010).Regulation of OsSPL14 by OsmiR156 defines ideal plant architecture in rice.Nat.Genet 42,541−544.
Khan,A.I.,Dinh,D.M.,Schneider,D.,Lenski,R.E.,and Cooper,T.F.(2011).Negative epistasis between beneficial mutations in an evolving bacterial population.Science.332,1193−1196.
Kim,D.,Pertea,G.,Trapnell,C.,Pimentel,H.,Kelley,R.,and Salzberg,S.L.(2013).TopHat2:accurate alignment of transcriptomes in the presence of insertions,deletions and gene fusions.Genome Biol 14,R36.
Klee,H.J.,and Giovannoni,J.J.(2011).Genetics and Control of Tomato Fruit Ripening and Quality Attributes.Annu.Rev.Genet.45,41−59.
Kobayashi,K.,Maekawa,M.,Miyao,A.,Hirochika,H.,and Kyozuka,J.(2010).PANICLE PHYTOMER2(PAP2),encoding a SEPALLATA subfamily MADS−box protein,positively controls spikelet meristem identity in rice.Plant Cell Physiol 51,47−57.
Kobayashi,K.,Yasuno,N.,Sato,Y.,Yoda,M.,Yamazaki,R.,Kimizu,M.,Yoshida,H.,Nagamura,Y.,and Kyozuka,J.(2012).Inflorescence Meristem Identity in Rice Is Specified by Overlapping Functions of Three AP1/FUL−Like MADS Box Genes and PAP2,a SEPALLATA MADS Box Gene.Plant Cell 24,1848−1859.
Komatsuda,T.,Pourkheirandish,M.,He,C.,Azhaguvel,P.,Kanamori,H.,Perovic,D.,Stein,N.,Graner,A.,Wicker,T.,Tagiri,A.,et al.(2007).Six−rowed barley originated from a mutation in aHomeodomain−leucine zipper I−classHomeobox gene.Proc.Natl.Acad.Sci.104,1424−1429.
Kvitek,D.J.,and Sherlock,G.(2011).Reciprocal Sign Epistasis between Frequently Experimentally Evolved Adaptive Mutations Causes a Rugged Fitness Landscape.PLoS Genet.7,e1002056.
Kyozuka,J.,Tokunaga,H.,and Yoshida,A.(2014).Control of grass inflorescence form by the fine−tuning of meristem phase change.Curr Opin Plant Biol 17,110−115.
Lei,Y.,Lu,L.,Liu,H.Y.,Li,S.,Xing,F.,and Chen,L.L.(2014).CRISPR−P:A web tool for synthetic single−guide RNA design of CRISPR−system in plants.Mol Plant 7,1494−1496.
Lemmon,Z.H.,Park,S.J.,Jiang,K.,Van Eck,J.,Schatz,M.C.,and Lippman,Z.B.(2016).The evolution of inflorescence diversity in the nightshades andHeterochrony during meristem maturation.Genome Res.1−11.
Leseberg,C.H.,Eissler,C.L.,Wang,X.,Johns,M.a.,Duvall,M.R.,and Mao,L.(2008).Interaction study of MADS−domain proteins in tomato.J Exp Bot 59,2253−2265.
Li,H.(2011).A statistical framework for SNP calling,mutation discovery,association mapping and population genetical parameter estimation from sequencing data.Bioinformatics 27,2987−2993.
Li,H.(2013).Aligning sequence reads,clone sequences and assembly contigs with BWA−MEM.arXiv Prepr.arXiv 0,3.
Li,H.,and Durbin,R.(2009).Fast and accurate short read alignment with Burrows−Wheeler transform.Bioinformatics 25,1754−1760.
Li,H.,Handsaker,B.,Wysoker,A.,Fennell,T.,Ruan,J.,Homer,N.,Marth,G.,Abecasis,G.,and Durbin,R.(2009).The Sequence Alignment/Map format and SAMtools.Bioinformatics 25,2078−2079.
Lin,T.,Zhu,G.,Zhang,J.,Xu,X.,Yu,Q.,Zheng,Z.,Zhang,Z.,Lun,Y.,Li,S.,Wang,X.,et al.(2014).Genomic analyses provide insights into theHistory of tomato breeding.Nat.Genet 46,1220−1226.
Lippman,Z.B.,Cohen,O.,Alvarez,J.P.,Abu−Abied,M.,Pekker,I.,Paran,I.,Eshed,Y.,and Zamir,D.(2008).The making of a compound inflorescence in tomato and related nightshades.PLoS Biol 6,e288.
Liu,C.,Teo,Z.W.N.,Bi,Y.,Song,S.,Xi,W.,Yang,X.,Yin,Z.,and Yu,H.(2013).A conserved genetic pathway determines inflorescence architecture in Arabidopsis and rice.Dev Cell 24,612−622.
Liu,D.,Wang,D.,Qin,Z.,Zhang,D.,Yin,L.,Wu,L.,Colasanti,J.,Li,A.,and Mao,L.(2014).The SEPALLATA MADS−box protein SLMBP21 forms protein complexes with JOINTLESS and MACROCALYX as a transcription activator for development of the tomato flower abscission zone.Plant J 77,284−296.
MacArthur,J.W.,and Chiasson,L.P.(1947).Cytogenetic Notes on Tomato Species andHybrids.Genetics 32,165−177.
Mackay,T.F.C.(2013).Epistasis and quantitative traits:using model organisms to study gene−gene interactions.Nat Rev Genet 15,22−33.
Male,C.J.(1999).100Heirloom Tomatoes for the American Garden.
Mao,L.,Begum,D.,Chuang,H.W.,Budiman,M.a,Szymkowiak,E.J.,Irish,E.E.,and Wing,R.A.(2000).JOINTLESS is a MADS−box gene controlling tomato flower abscission zone development.Nature 406,910−913.
Matsubara,K.,Yamamoto,E.,Mizobuchi,R.,Yonemaru,J.−i.,Yamamoto,T.,Kato,H.,and Yano,M.(2015).Hybrid Breakdown Caused by Epistasis−Based Recessive Incompatibility in a Cross of Rice(Oryza sativa L.).J.Hered.106,113−122.
Meyer,R.S.,and Purugganan,M.D.(2013).Evolution of crop species:genetics of domestication and diversification.Nat Rev Genet 14,840−852.
Mullins,M.G.,Bouquet,A.,and Williams,L.E.(1992).Biology of the Grapevine.
Nakano,T.,Kimbara,J.,Fujisawa,M.,Kitagawa,M.,Ihashi,N.,Maeda,H.,Kasumi,T.,and Ito,Y.(2012).MACROCALYX and JOINTLESS interact in the transcriptional regulation of tomato fruit abscission zone development.Plant Physiol 158,439−450.
Park,S.J.,Jiang,K.,Schatz,M.C.,and Lippman,Z.B.(2012).Rate of meristem maturation determines inflorescence architecture in tomato.P Natl Acad Sci USA 109,639−644.
Park,S.J.,Eshed,Y.,and Lippman,Z.B.(2014a).Meristem maturation and inflorescence architecture−lessons from the Solanaceae.Curr Opin Plant Biol 17,70−77.
Park,S.J.,Jiang,K.,Tal,L.,Yichie,Y.,Gar,O.,Zamir,D.,Eshed,Y.,and Lippman,Z.B.(2014b).Optimization of crop productivity in tomato using induced mutations in the florigen pathway.Nat Genet.
Peet,M.M.,and Welles,G.(2005).Greenhouse tomato production.N Tomatoes,E.Heuvelink,Ed.(Wallingford,U.K.CABI Publ.257−304.
Pelaz,S.,Ditta,G.S.,and Yanofsky,M.F.(2000).B and C foral organ identity functions require SEPALLATA MADS−box genes.Nature 405,9−12.
Peralta,I.E.,and Spooner,D.M.(2005).Morphological Characterization and Relationships of Wild Tomatoes(Solanum L.sect.Lycopersicon).Mono Syst Bot.104,227−257.
Pnueli,L.,Hareven,D.,Broday,L.,Hurwitz,C.,and Lifschitz,E.(1994).The TM5 MADS Box Gene Mediates Organ Differentiation in the Three Inner Whorls of Tomato Flowers.Plant Cell 6,175−186.
Prusinkiewicz,P.,Erasmus,Y.,Lane,B.,Harder,L.D.,and Coen,E.(2007).Evolution and development of inflorescence architectures.Science.316,1452−1456.
Purugganan,M.D.,and Fuller,D.Q.(2009).The nature of selection during plant domestication.Nature 457,843−848.
Ramsay,L.,Comadran,J.,Druka,A.,Marshall,D.F.,Thomas,W.T.B.,Macaulay,M.,MacKenzie,K.,Simpson,C.,Fuller,J.,Bonar,N.,et al.(2011).INTERMEDIUM−C,a modifier of lateral spikelet fertility in barley,is an ortholog of the maize domestication gene TEOSINTE BRANCHED 1.Nat.Genet 43,169−172.
Reynard,G.B.(1961).New Source of the j2 Gene Governing Jointless Pedicel in Tomato.Science(80−.).134,2102.
Rick,C.M.(1956a).Genetic and Systematic Studies on Accessions of Lycospersicon from the Galapagos Islands.Am J Bot 43,687−696.
Rick,C.M.(1956b).A new jointless gene from the Galapagos L.pimpinellifolium.TGC Rep.23.
Robinson,R.W.(1980).Pleiotropic effects of the j−2 gene.The.TGC Rep.30,32.
Robinson,M.D.,McCarthy,D.J.,and Smyth,G.K.(2009).edgeR:A Bioconductor package for differential expression analysis of digital gene expression data.Bioinformatics 26,139−140.
RTeam,D.C.(2015).R Core Team(2015).R:A language and environment for statistical computing.R Found.Stat.Comput.Vienna,Austria.URLHttp://www.R−project.org/.
Shalit,A.,Rozman,A.,Goldshmidt,A.,Alvarez,J.P.,Bowman,J.L.,Eshed,Y.,and Lifschitz,E.(2009).The floweringHormone florigen functions as a general systemic regulator of growth and termination.P Natl Acad Sci USA 106,8392−8297.
Shang,L.,Liang,Q.,Wang,Y.,Zhao,Y.,Wang,K.,andHua,J.(2016).Epistasis together with partial dominance,over−dominance and QTL by environment interactions contribute to yieldHeterosis in upland cotton.Theor.Appl.Genet.129,1429−1446.
Singh,R.,Low,E.−T.L.,Ooi,L.C.−L.,Ong−Abdullah,M.,Ting,N.−C.,Nagappan,J.,Nookiah,R.,Amiruddin,M.D.,Rosli,R.,Manaf,M.A.A.,et al.(2013).The oil palm SHELL gene controls oil yield and encodes aHomologue of SEEDSTICK.Nature 500,340−344.
Soyk,S.,Mueller,N.,Park,S.J.,Schmalenbach,I.,Jiang,K.,Hayama,R.,Zhang,L.,Eck,J.Van,Schmalenbach,I.,Jimenez−gomez,J.M.,et al.(2016).Variation in the flowering gene SELF PRUNING 5G promotes day−neutrality in tomato and early yield.Nat Genet 1−37.
Stephenson,A.G.(1981).Flower and fruit abortion:proximate causes and ultimate functions.Ann Rev Ecol Syst 12,253−279.
Stubbe,H.(1972).Mutanten der Kulturtomate Lycopersicon esculentum Miller VI.Die Kult.16,185−230.
Swinnen,G.,Goossens,A.,and Pauwels,L.(2016).Lessons from Domestication:Targeting Cis−Regulatory Elements for Crop Improvement.Trends Plant Sci 21,506−515.
Tamura,K.,Stecher,G.,Peterson,D.,Filipski,A.,and Kumar,S.(2013).MEGA6:Molecular evolutionary genetics analysis version 6.0.Mol Biol Evol 30,2725−2729.
Theissen,G.,Melzer,R.,and Ruempler,F.(2016).MADS−domain transcription factors and the floral quartet model of flower development:linking plant development and evolution.Development 143,3259−3271.
Tieman,D.,Zhu,G.,Resende,M.F.R.,Lin,T.,Nguyen,C.,Bies,D.,Rambla,J.L.,Beltran,K.S.O.,Taylor,M.,Zhang,B.,et al.(2017).A chemical genetic roadmap to improved tomato flavor.Science.355,391−394.
Vrebalov,J.,Ruezinsky,D.,Padmanabhan,V.,White,R.,Medrano,D.,Drake,R.,Schuch,W.,and Giovannoni,J.(2002).A MADS−Box Gene Necessary for Fruit Ripening at the Tomato Ripening−Inhibitor(Rin)Locus.Science(80−.).296,343−346.
Wang,S.,Lu,G.,Hou,Z.,Luo,Z.,Wang,T.,Li,H.,Zhang,J.,and Ye,Z.(2014).Members of the tomato FRUITFULL MADS−box family regulate style abscission and fruit ripening.J.Exp.Bot.65,3005−3014.
Werner,S.,Engler,C.,Weber,E.,Gruetzner,R.,and Marillonnet,S.(2012).Fast track assembly of multigene constructs using Golden Gate cloning and the MoClo system.Bioeng Bugs 3,38−43.
Williams,T.N.,Mwangi,T.W.,Wambua,S.,Peto,T.E.A.,Weatherall,D.J.,Gupta,S.,Recker,M.,Penman,B.S.,Uyoga,S.,Macharia,A.,et al.(2005).Negative epistasis between the malaria−protective effects of α+−thalassemia and the sickle cell trait.Nat.Genet.37,1253−1257.
Xu,C.,Liberatore,K.L.,MacAlister,C.a,Huang,Z.,Chu,Y.−H.,Jiang,K.,Brooks,C.,Ogawa−Ohnishi,M.,Xiong,G.,Pauly,M.,et al.(2015).A cascade of arabinosyltransferases controls shoot meristem size in tomato.Nat.Genet.
Yang,T.J.,Lee,S.,Chang,S.Bin,Yu,Y.,de Jong,H.,and Wing,R.A.(2005).In−depth sequence analysis of the tomato chromosome 12 centromeric region:Identification of a large CAA block and characterization of pericentromere retrotranposons.Chromosoma 114,103−117.
Zahara,M.B.,and Scheuerman,R.W.(1988).Hand−harvesting jointless vs .jointed−stem tomatoes.Calif.Agric.42,14−14.
Zamir,D.(2001).Improving plant breeding with exotic genetic libraries.Nat Rev Genet 2,3−9.
Zhang,L.,Yang,G.,Liu,P.,Hong,D.,Li,S.,andHe,Q.(2011).Genetic and correlation analysis of silique−traits in Brassica napus L.by quantitative trait locus mapping.Theor.Appl.Genet.122,21−31.
Zhang,N.,Brewer,M.T.,and van der Knaap,E.(2012).Fine mapping of fw3.2 controlling fruit weight in tomato.Theor.Appl.Genet.125,273−284.
Zhao,Q.,Weber,A.L.,McMullen,M.D.,Guill,K.,and Doebley,J.(2011).MADS−box genes of maize:frequent targets of selection during domestication.Genet.Res.(Camb).93,65−75.
Claims (31)
- 突然変異体Solyc04g005320遺伝子又はそのホモログを含む遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物。
- 前記突然変異体Solyc04g005320遺伝子又はそのホモログが、ヌル対立遺伝子又は低次形態対立遺伝子である、請求項1に記載の遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物。
- 前記遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物が、前記突然変異体Solyc04g005320遺伝子又はそのホモログに対してヘテロ接合型又はホモ接合型である、請求項1又は2に記載の遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物。
- 前記遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物が、突然変異体Solyc12g038510遺伝子若しくはそのホモログ、突然変異体Solyc03g114840遺伝子若しくはそのホモログ、又は突然変異体Solyc12g038510遺伝子若しくはそのホモログ及び突然変異体Solyc03g114840遺伝子若しくはそのホモログの両方をさらに含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物。
- 前記植物が、突然変異体Solyc12g038510遺伝子又はそのホモログをさらに含み、前記突然変異体Solyc12g038510遺伝子又はそのホモログが、ヌル対立遺伝子又は低次形態対立遺伝子である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物。
- 前記遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物が、前記突然変異体Solyc12g038510遺伝子又はそのホモログに対してヘテロ接合型又はホモ接合型である、請求項5に記載の遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物。
- 前記植物が、突然変異体Solyc03g114840遺伝子又はそのホモログをさらに含み、前記突然変異体Solyc03g114840遺伝子又はそのホモログが、ヌル対立遺伝子又は低次形態対立遺伝子である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物。
- 前記遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物が、前記突然変異体Solyc03g114840遺伝子又はそのホモログに対してヘテロ接合型又はホモ接合型である、請求項7に記載の遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物。
- 前記植物が、突然変異体Solyc12g038510遺伝子又はそのホモログ及び突然変異体Solyc03g114840遺伝子又はそのホモログの両方をさらに含み、これらのそれぞれが、独立して、ヌル対立遺伝子又は低次形態対立遺伝子である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物。
- 前記遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物が、前記突然変異体Solyc12g038510遺伝子又はそのホモログに対してヘテロ接合型又はホモ接合型であり、前記突然変異体Solyc03g114840遺伝子又はそのホモログに対してヘテロ接合型又はホモ接合型である、請求項9に記載の遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物。
- 前記遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物が、前記突然変異体Solyc04g005320遺伝子又はそのホモログ、前記突然変異体Solyc12g038510遺伝子又はそのホモログ、及び前記突然変異体Solyc03g114840遺伝子又はそのホモログを含み、それぞれが、低次形態対立遺伝子である、請求項1〜10のいずれか一項に記載の遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物。
- 突然変異体Solyc12g038510遺伝子又はそのホモログ及び突然変異体Solyc03g114840遺伝子又はそのホモログを含む遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物であって、前記遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物が、前記突然変異体Solyc12g038510遺伝子又はそのホモログに対してホモ接合型であり、前記突然変異体Solyc03g114840遺伝子又はそのホモログに対してヘテロ接合型である、遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物。
- 前記突然変異体Solyc12g038510遺伝子又はそのホモログが、ヌル対立遺伝子又は低次形態対立遺伝子であり、前記突然変異体Solyc03g114840遺伝子又はそのホモログが、ヌル対立遺伝子又は低次形態対立遺伝子である、請求項12に記載の遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物。
- 前記遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物が、トマト(ソラヌム・リコペルシカム(Solanum lycopersicum))植物である、請求項1〜13のいずれか一項に記載の遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物。
- 前記突然変異体Solyc04g005320遺伝子若しくはそのホモログ、前記突然変異体Solyc12g038510遺伝子若しくはそのホモログ、及び/又は前記突然変異体Solyc03g114840遺伝子若しくはそのホモログが、技術的手段によって導入される、請求項1〜14のいずれか一項に記載の遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物。
- 前記突然変異体Solyc04g005320遺伝子若しくはそのホモログ、前記突然変異体Solyc12g038510遺伝子若しくはそのホモログ、及び/又は前記突然変異体Solyc03g114840遺伝子若しくはそのホモログが、化学的又は物理的手段によって導入される、請求項1〜15のいずれか一項に記載の遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物。
- 前記突然変異体Solyc04g005320遺伝子若しくはそのホモログ、前記突然変異体Solyc12g038510遺伝子若しくはそのホモログ、及び/又は前記突然変異体Solyc03g114840遺伝子若しくはそのホモログが、CRISPR/Cas9、化学的突然変異生成、放射線、アグロバクテリウム(Agrobacterium)媒介組み換え、ウイルスベクター媒介組み換え、又はトランスポゾン突然変異生成を用いて導入される、請求項16に記載の遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物。
- 本質的に生物学的な方法のみによって得られた植物が除外されるという条件を有する、請求項1〜14のいずれか一項に記載の遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物。
- 請求項1〜18のいずれか一項に記載の遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物から収穫される作物。
- 請求項1〜18のいずれか一項に記載の遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物を産生するための種子。
- 遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物を産生するための方法であって、突然変異を、ナス科(Solanaceae)植物中のSolyc04g005320遺伝子又はそのホモログに導入し、それによって、突然変異体Solyc04g005320遺伝子又はそのホモログを含有する遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物を産生することを含む、方法。
- 前記突然変異が、CRISPR/Cas9を用いて導入される、請求項21に記載の方法。
- 前記突然変異が、Solyc04g005320遺伝子又はそのホモログのヌル対立遺伝子又は低次形態対立遺伝子を産生する、請求項21又は22に記載の方法。
- 前記方法が、Solyc12g038510遺伝子又はそのホモログへの突然変異を前記ナス科(Solanaceae)植物に導入すること、突然変異をSolyc03g114840遺伝子又はそのホモログに導入すること、又は前記突然変異を前記Solyc12g038510遺伝子又はそのホモログに導入し、かつ前記突然変異を前記Solyc03g114840遺伝子又はそのホモログに導入することをさらに含む、請求項21〜23のいずれか一項に記載の方法。
- 前記突然変異が、CRISPR/Cas9を用いて導入される、請求項24に記載の方法。
- 前記突然変異体Solyc04g005320遺伝子若しくはそのホモログを含有する前記遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物が、突然変異体Solyc12g038510遺伝子若しくはそのホモログ、突然変異体Solyc03g114840遺伝子若しくはそのホモログ、又は前記突然変異体Solyc12g038510遺伝子若しくはそのホモログ及び前記突然変異体Solyc03g114840遺伝子若しくはそのホモログの両方を含む別の遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物と交配され、それによって、前記突然変異体Solyc04g005320遺伝子若しくはそのホモログ及び前記突然変異体Solyc12g038510遺伝子若しくはそのホモログ、前記突然変異体Solyc03g114840遺伝子若しくはそのホモログ、又は前記突然変異体Solyc12g038510遺伝子若しくはそのホモログ及び前記突然変異体Solyc03g114840遺伝子若しくはそのホモログの両方を含有する遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物を産生する、請求項21〜23のいずれか一項に記載の方法。
- 前記遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物が、トマト(ソラヌム・リコペルシカム(Solanum lycopersicum))植物である、請求項21〜26のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項21〜27のいずれか一項に記載の方法によって産生される又は得られる遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物。
- 前記突然変異体Solyc04g005320遺伝子又はそのホモログが、高次形態対立遺伝子である、請求項1〜18のいずれか一項に記載の遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物。
- 前記遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物が、前記突然変異体Solyc04g005320遺伝子又はそのホモログに対してヘテロ接合型又はホモ接合型である、請求項29に記載の遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物。
- 前記遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物が、突然変異体Solyc12g038510遺伝子若しくはそのホモログ、突然変異体Solyc03g114840遺伝子若しくはそのホモログ、又は前記突然変異体Solyc12g038510遺伝子若しくはそのホモログ及び前記突然変異体Solyc03g114840遺伝子若しくはそのホモログの両方をさらに含む、請求項1〜18、29又は30のいずれか一項に記載の遺伝子組み換えナス科(Solanaceae)植物。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201762507369P | 2017-05-17 | 2017-05-17 | |
US62/507,369 | 2017-05-17 | ||
PCT/US2018/033126 WO2018213538A1 (en) | 2017-05-17 | 2018-05-17 | Mutations in mads-box genes and uses thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020521444A true JP2020521444A (ja) | 2020-07-27 |
JP2020521444A5 JP2020521444A5 (ja) | 2021-07-26 |
Family
ID=64274696
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019564092A Pending JP2020521444A (ja) | 2017-05-17 | 2018-05-17 | Madsボックス遺伝子における突然変異及びその使用 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220002740A2 (ja) |
EP (1) | EP3625244A4 (ja) |
JP (1) | JP2020521444A (ja) |
MA (1) | MA49150A (ja) |
MX (1) | MX2019013754A (ja) |
WO (1) | WO2018213538A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021178162A1 (en) * | 2020-03-04 | 2021-09-10 | Pioneer Hi-Bred International, Inc. | Cis-acting regulatory elements |
CN112608930B (zh) * | 2021-01-14 | 2022-12-13 | 华中农业大学 | BnaSVP基因在调控油菜花期中的应用、具有不同开花期的油菜突变体材料的制备方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150284732A1 (en) * | 2012-11-20 | 2015-10-08 | Cold Spring Harbor Laboratory | Mutations in solanaceae plants that modulate shoot architecture and enhance yield-related phenotypes |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160017347A1 (en) * | 2012-06-20 | 2016-01-21 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Terminating flower (tmf) gene and methods of use |
WO2014081730A1 (en) * | 2012-11-20 | 2014-05-30 | Cold Spring Harbor Laboratory | Mutations in solanaceae plants that modulate shoot architecture and enhance yield-related phenotypes |
-
2018
- 2018-05-17 MA MA049150A patent/MA49150A/fr unknown
- 2018-05-17 MX MX2019013754A patent/MX2019013754A/es unknown
- 2018-05-17 US US16/613,660 patent/US20220002740A2/en active Pending
- 2018-05-17 WO PCT/US2018/033126 patent/WO2018213538A1/en unknown
- 2018-05-17 JP JP2019564092A patent/JP2020521444A/ja active Pending
- 2018-05-17 EP EP18801850.1A patent/EP3625244A4/en not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150284732A1 (en) * | 2012-11-20 | 2015-10-08 | Cold Spring Harbor Laboratory | Mutations in solanaceae plants that modulate shoot architecture and enhance yield-related phenotypes |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JACQUELINE PHILOUZE, LOUIS HEDDE[ONLINE], 「7.トマト」, INTERNET ARCHIVE: WAYBACK MACHINE,公開日, JPN6022021125, ISSN: 0004956889 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
MA49150A (fr) | 2021-05-26 |
MX2019013754A (es) | 2020-01-15 |
US20200299706A1 (en) | 2020-09-24 |
EP3625244A4 (en) | 2021-03-10 |
EP3625244A1 (en) | 2020-03-25 |
WO2018213538A1 (en) | 2018-11-22 |
US20220002740A2 (en) | 2022-01-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Soyk et al. | Bypassing negative epistasis on yield in tomato imposed by a domestication gene | |
Klap et al. | Tomato facultative parthenocarpy results from Sl AGAMOUS‐LIKE 6 loss of function | |
Wei et al. | Exploiting SPL genes to improve maize plant architecture tailored for high-density planting | |
Huang et al. | Genome-wide identification, phylogeny and expression analysis of SUN, OFP and YABBY gene family in tomato | |
US11472852B2 (en) | Compositions and methods for improving crop yields through trait stacking | |
Jiang et al. | Re‐acquisition of the brittle rachis trait via a transposon insertion in domestication gene Q during wheat de‐domestication | |
JP7273919B2 (ja) | 単為結実植物およびその製造方法 | |
CN118271412A (zh) | 与大豆中锈病抗性相关联的新颖的遗传基因座 | |
Walla et al. | An acyl-CoA N-acyltransferase regulates meristem phase change and plant architecture in barley | |
KR20120104555A (ko) | 경도가 증가된 토마토 과실 | |
Jáquez-Gutiérrez et al. | Phenotypic and genetic characterization of tomato mutants provides new insights into leaf development and its relationship to agronomic traits | |
Liu et al. | A high-resolution genotype–phenotype map identifies the TaSPL17 controlling grain number and size in wheat | |
Jafari et al. | Breeding maize of ideal plant architecture for high‐density planting tolerance through modulating shade avoidance response and beyond | |
JP2020521444A (ja) | Madsボックス遺伝子における突然変異及びその使用 | |
WO2020243361A9 (en) | Methods and compositions for generating dominant short stature alleles using genome editing | |
Low et al. | Oil Palm Genome: Strategies and Applications | |
WO2024043238A1 (ja) | 超開花性ムギとその生産方法および評価方法 | |
US20240147926A1 (en) | Polyploid hybrid potato breeding | |
Piñón | Genetic Diversity of the Guatemalan Climbing Bean Collections | |
Takanashi et al. | Dominant Awn Inhibitor, which encodes an ALOG protein in sorghum, suppresses awn formation in rice | |
Greenwood | Wheat inflorescence architecture | |
Fonseca Rodríguez | La mutagénesis como herramienta de genómica funcional en tomate: caracterización de los mutantes succulent stamens2 y hairplus | |
Abdelrahman et al. | Wild grass‐derived alleles represent a genetic architecture for the resilience of modern common wheat to stresses | |
Duan et al. | HD-Zip Transcription Factor is Responsible for No-Lobed Leaf in Watermelon (Citrullus lanatus L.). | |
Vander Schoor | The genetic control of vegetative phase change in pea |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200528 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210517 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210517 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220527 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20230105 |