基因组基因座的增强的重组的制作方法

技术特征：
1.一种产生新基因阵列的方法，所述方法包括使细胞与第一位点-特异性基因组修饰酶接触，所述第一位点-特异性基因组修饰酶在第一基因阵列中的至少一个靶序列中引入基因组修饰，由此诱导与第二基因阵列的重组；以及选择包含新基因阵列的至少一个子代。2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一位点-特异性基因组修饰酶在所述第二基因阵列中的至少一个靶序列中引入基因组修饰。3.如权利要求1或2所述的方法，其进一步包括使所述细胞与第二位点-特异性基因组修饰酶接触，所述第二位点-特异性基因组修饰酶在所述第二基因阵列中的至少一个靶序列中引入基因组修饰。4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述第一基因阵列和所述第二基因阵列为串联重复基因阵列；或其中所述第一基因阵列和所述第二基因阵列为多基因家族。5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述第一基因阵列和所述第二基因阵列内的基因为旁系同源物。6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述第一基因阵列和所述第二基因阵列为同源的；其中所述第一基因阵列和所述第二基因阵列为异源的；其中所述第一基因阵列和所述第二基因阵列为部分同源的；其中所述第一基因阵列和所述第二基因阵列为旁系同源的；其中所述第一基因阵列和所述第二基因阵列为相同的；或其中所述第一基因阵列和所述第二基因阵列为不相同的。7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述基因组修饰为双链断裂(dsb)、单链断裂、转座酶介导的dna交换反应或重组酶介导的dna交换反应。8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述第一基因阵列与所述第二基因阵列之间的所述重组为不对称的。9.如权利要求1、2或3所述的方法，其中所述至少一个靶序列位于基因内。10.如权利要求1、2或3所述的方法，其中所述至少一个靶序列位于基因间区内。11.如权利要求2或3所述的方法，其中所述第一基因阵列中的所述至少一个靶序列位于基因间区内，并且所述第二基因阵列中的所述至少一个靶序列位于基因区内；其中所述第一基因阵列中的所述至少一个靶序列位于基因区内，并且所述第二基因阵列中的所述至少一个靶序列位于基因间区内；其中所述第一基因阵列中的所述至少一个靶序列位于基因间区内，并且所述第二基因阵列中的所述至少一个靶序列位于基因间区内；其中所述第一基因阵列中的所述至少一个靶序列位于基因区内，并且所述第二基因阵列中的所述至少一个靶序列位于基因区内；其中所述第一基因阵列中的所述至少一个靶序列与所述第二基因阵列中的所述至少一个靶序列为相同的；其中所述第一基因阵列中的所述至少一个靶序列与所述第二基因阵列中的所述至少一个靶序列为不同的；或其中所述第一基因阵列中的所述至少一个靶序列与所述第二基因阵列的所述至少一个靶序列具有至少80％、至少81％、至少82％、至少83％、至少84％、至少85％、至少86％、至少87％、至少88％、至少89％、至少90％、至少91％、至少92％、至少93％、至少94％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、至少99％或100％的序列同一性。12.如权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述第一基因阵列中包含所述位点-特异性基因组修饰酶的所述靶序列的基因组基因座与所述第二基因阵列的至少约100bp、至少约150bp、至少约200bp、至少约250bp、至少约300bp、至少约350bp、至少约400bp、至少
约450bp、至少约500bp、至少约600bp、至少约700bp、至少约800bp、至少约900bp或至少约1000bp为同源的。13.如权利要求12所述的方法，其中具有同源性的所述区位于所述第一基因阵列和所述第二基因阵列中的对应位置；或其中具有同源性的所述区位于所述第一基因阵列和所述第二基因阵列中的不同位置。14.如权利要求1至13中任一项所述的方法，其中所述新基因阵列与所述第一基因阵列或所述第二基因阵列相比具有增加的基因数目；或其中所述新基因阵列与所述第一基因阵列或所述第二基因阵列相比具有减少的基因数目。15.如权利要求1至14中任一项所述的方法，其中所述细胞为植物细胞。16.如权利要求15所述的方法，其中所述植物细胞是从近交或杂交植株获得。17.如权利要求1至16中任一项所述的方法，其中所述新基因阵列、所述第一基因阵列以及所述第二基因阵列编码选自以下的蛋白质：nbs-lrr抗病蛋白、病原体识别受体(prr)蛋白、种子贮藏蛋白、细胞壁组分扩展蛋白、f-框蛋白、abc转运蛋白以及丝氨酸-苏氨酸/酪氨酸蛋白质激酶。18.如权利要求1至17中任一项所述的方法，其中所述新基因阵列编码一种或多种蛋白质，所述一种或多种蛋白质赋予对至少一种选自由以下组成的组的疾病的抗性：炭疽茎腐病(禾生刺盘孢)、镰刀菌穗腐病(轮枝镰刀菌)、镰刀菌茎腐病(镰刀菌属)、赤霉穗腐病(念珠状赤霉)、赤霉茎腐病(玉米赤霉)、戈斯氏萎蔫病和叶枯病(苜蓿萎蔫病菌)、灰色叶斑病(玉蜀黍尾孢菌、玉米尾孢菌)、北方玉米叶枯病(大斑凸脐蠕孢)、猝死综合征(茄病镰刀菌)、亚洲大豆锈病(豆薯层锈菌)、疫霉根腐和茎腐病(大豆疫霉)、根结线虫病(根结线虫属)、大豆胞囊线虫病(大豆胞囊线虫)、肾形线虫病(肾状轮线虫)、根结线虫病(南方根结线虫)、镰刀菌萎蔫病(尖孢镰刀菌萎蔫专化型)、轮枝孢菌萎蔫病(大丽轮枝孢菌)、镰刀菌首枯病(禾谷镰刀菌)、镰刀菌苗枯病(镰刀菌属、颖枯壳针孢)、镰刀菌叶斑病(雪腐小画线壳)以及茎锈病(禾柄锈菌)。19.如权利要求18所述的方法，其中所述新基因阵列与所述第一基因阵列或所述第二基因阵列相比提供改善的对至少一种疾病的抗性。20.一种提供具有改善的抗病性的植株的方法，所述方法包括：a.向一个或多个植物细胞提供位点-特异性基因组修饰酶，所述位点-特异性基因组修饰酶在抗病性基因座中的至少一个靶序列中引入基因组修饰；b.针对同源染色体上的抗病性基因座之间的不对称重组进行筛选以鉴定包含重组抗病性基因座的植物细胞；c.针对改善的抗病性对从步骤(b)中鉴定的所述植物细胞所获得的植株以及其子代进行测试；以及d.选择具有改善的抗病性的所述植株。21.一种从与亲本基因组中的抗病性基因座相比具有改变的抗病性基因座的近交系产生植株的方法，所述方法包括向植物细胞提供位点-特异性基因组修饰酶，其中所述位点-特异性基因组修饰酶在一个或多个抗病性基因座中的至少一个靶序列中引入基因组修饰，由此诱导所述第一亲本基因组中的所述抗病性基因座与所述第二亲本基因组中的所述抗病性基因座之间的不对称重组；以及从所述植物细胞生长出具有所述改变的抗病性基因座
的所述植株。22.如权利要求20或21所述的方法，其中所述位点-特异性基因组修饰酶在所述抗病性基因座中的第二靶序列中引入基因组修饰。23.如权利要求20或21所述的方法，其进一步包括使所述植物细胞与第二位点-特异性基因组修饰酶接触，所述第二位点-特异性基因组修饰酶在所述抗病性基因座中的不同靶序列处引入基因组修饰。24.如权利要求20至23中任一项所述的方法，其中所述位点-特异性基因组修饰酶诱导以下各项中的一种或多种：双链断裂(dsb)、单链断裂、转座酶介导的dna交换反应以及重组酶介导的dna交换反应。25.如权利要求24所述的方法，其中所述位点-特异性基因组修饰酶至少两次在所述抗病性基因座中引入双链断裂(dsb)，由此引起所述抗病性基因座中的序列的缺失。26.如权利要求21所述的植株，其中所述植株与不具有所述改变的抗病性基因座的所述近交系的植株相比具有改善的抗病性。27.如权利要求20或21所述的方法，其中所述抗病性基因座编码一种或多种核苷酸结合位点富含亮氨酸重复序列(nbs-lrr)抗病蛋白。28.如权利要求20或21所述的方法，其中所述植株为玉米并且所述抗病性基因座为rp1；其中所述植株为大豆并且所述抗病性基因座为rpp1；其中所述植株为大豆并且所述抗病性基因座为rps1；或其中所述植株为大豆并且所述抗病性基因座为rhg1。29.如权利要求20或21所述的方法，其中所述抗病性基因座赋予对一种或多种选自以下的疾病的抗性：炭疽茎腐病(禾生刺盘孢)、镰刀菌穗腐病(轮枝镰刀菌)、镰刀菌茎腐病(镰刀菌属)、赤霉穗腐病(念珠状赤霉)、赤霉茎腐病(玉米赤霉)、戈斯氏萎蔫病和叶枯病(苜蓿萎蔫病菌)、灰色叶斑病(玉蜀黍尾孢菌、玉米尾孢菌)、北方玉米叶枯病(大斑凸脐蠕孢)、猝死综合征(茄病镰刀菌)、亚洲大豆锈病(豆薯层锈菌)、疫霉根腐和茎腐病(大豆疫霉)、根结线虫病(根结线虫属)、大豆胞囊线虫病(大豆胞囊线虫)、肾形线虫病(肾状轮线虫)、根结线虫病(南方根结线虫)、镰刀菌萎蔫病(尖孢镰刀菌萎蔫专化型)、轮枝孢菌萎蔫病(大丽轮枝孢菌)、镰刀菌首枯病(禾谷镰刀菌)、镰刀菌苗枯病(镰刀菌属、颖枯壳针孢)、镰刀菌叶斑病(雪腐小画线壳)以及茎锈病(禾柄锈菌)。30.如权利要求20或21所述的方法，其中所述抗病性基因座包含独立地选自由以下各项组成的组的一种或多种：基因、串联重复基因阵列、基因家族、增强子、抑制子、启动子、终止序列、剪接受体序列、剪接供给序列、内含子、外显子、sirna以及数量性状基因座(qtl)。31.如权利要求21所述的方法，其中所述第一亲本基因组和所述第二亲本基因组中的一个或多个为单倍体。32.如权利要求21所述的方法，其中所述第一亲本基因组和所述第二亲本基因组中的一个或多个为二倍体。33.如权利要求1至32中任一项所述的方法，其中所述位点-特异性基因组修饰酶是选自核酸内切酶、重组酶、转座酶、解旋酶或其任何组合。34.如权利要求33所述的方法，其中所述核酸内切酶是选自大范围核酸酶、锌指核酸酶、转录激活因子样效应物核酸酶(talen)、argonaute、dna引导性重组酶、dna引导性核酸内切酶、rna引导性重组酶、rna引导性核酸内切酶、i型crispr-cas系统、ii型crispr-cas系
统以及iii型crispr-cas系统。35.如权利要求33所述的方法，其中所述核酸内切酶是选自包括以下各项的组：cpf1、cas1、cas1b、cas2、cas3、cas4、cas5、cas6、cas7、cas8、cas9(也称为csn1和csx12)、cas10、csy1、csy2、csy3、cse1、cse2、csc1、csc2、csa5、csn2、csm2、csm3、csm4、csm5、csm6、cmr1、cmr3、cmr4、cmr5、cmr6、csb1、csb2、csb3、csx17、csx14、csx10、csx16、csax、csx3、csx1、csx15、csf1、csf2、csf3以及csf4核酸酶。36.如权利要求1至32中任一项所述的方法，其中所述位点-特异性基因组修饰酶为dcas9-重组酶融合蛋白。37.如权利要求33或36所述的方法，其中所述重组酶为与dna识别基序连接的酪氨酸重组酶，或与dna识别基序连接的丝氨酸重组酶。38.如权利要求37所述的方法，其中所述与dna识别基序连接的酪氨酸重组酶是选自由以下各项组成的组：cre重组酶、flp重组酶以及tnp1重组酶。39.如权利要求37所述的方法，其中所述与dna识别基序连接的丝氨酸重组酶是选自由以下各项组成的组：phic31整合酶、r4整合酶以及tp-901整合酶。40.如权利要求33所述的方法，其中所述转座酶为与dna结合域连接的dna转座酶。41.一种植株、植物细胞或植物种子，其通过如权利要求1至41中任一项所述的方法产生。

技术总结
本公开提供用于通过允许重组发生并且选择在所选择的基因座内具有分子变异的事件来加速所述选择的基因组基因座处的重组的方法。加速的重组在存在于植物或哺乳动物基因组中的基因簇中产生新颖变异。的基因簇中产生新颖变异。的基因簇中产生新颖变异。


技术研发人员：D
受保护的技术使用者：孟山都技术公司
技术研发日：2016.08.19
技术公布日：2022/6/10