用于识别和结构化微生物群系的修饰外泌多糖受体

用于识别和结构化微生物群系的修饰外泌多糖受体
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技术领域
5.本公开涉及基因改变的植物。尤其，本公开涉及用异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽和/或用异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽基因改变的植物，其中epr3多肽或epr3样多肽和/或epr3a或epr3a样多肽与在相同条件下的野生型植物相比提供了增加的用于有益共生微生物的选择性。


背景技术：

6.微生物产生细胞外多糖，比如脂多糖和外泌多糖(eps)，其可展示在它们的表面上或分泌至它们的环境中。这些多糖是产生它们的微生物物种的特点，并且所以可用作微生物相关的分子模式，用于哺乳动物和植物的受体介导的识别。
7.该识别的一个示例出现在豆科植物中，其监测周围土壤的eps的分子组成，以确定是否应阻止或促进植物中用于根瘤菌的共生途径。豆科植物和固氮的根瘤菌之间的共生由两步受体介导的识别系统控制。在第一步中，根瘤菌脂壳寡糖(lco，也称为nod因子)被植物lco受体感知。该感知诱导根瘤原基的发育、根毛卷中根瘤菌的捕获，并且触发用于细菌感染的植物程序。在第二步中，感知根瘤菌eps，并且这控制瘤感染的随后进展。在豆类日本百脉根(lotus japonicus)中，单程跨膜受体-激酶epr3识别由莲属植物(lotus)共生体百脉根中生根瘤菌(mesorhizobium loti)产生的r7a eps。根瘤菌和宿主植物突变体的研究已经显示eps感知，和随后的epr3信号传导，促进莲属植物根的表皮和皮质组织的感染(kawaharada,y.等nature 2015 523:308-312；kawaharada，y.等nat commun 2017 8：14534)。在没有正确r7a eps的情况下，以epr3依赖性方式阻止根瘤菌感染和定殖(kawaharada,y.等nature 2015 523：308-312；kelly,s.j.等mol.plant microbe interact 2013 26：319-329)，提示eps感知决定豆类-根瘤菌相互作用的相容性。然而，这些结果在有限背景下表征了eps感知的作用并且主要作为与固氮根瘤菌的共生过程的第二(gate)门。许多植物物种，包括大部分作物植物，未建立固氮共生，但是改为具有较少充分表征的以复杂植物相关的微生物群落(微生物群系)的形式的植物-微生物相互作用。
8.除了仅仅固氮共生，土壤来源的微生物可通过增加营养物可用性、赋予病原体抗性和提高对非生物胁迫的抗性而提高植物适应性。尽管最近的研究已经提高了对植物微生物群系的理解，但是指导植物是否以及如何选择微生物群系并且鼓励局部土壤空间中健康
的微生物群系的原理很大程度上是未知的。而且，eps感知在微生物群系的选择中的作用仍是未知的。与健康的植物相关的微生物群系本质上对于可持续农业中的使用具有巨大的潜力。在没有更好地理解植物选择微生物群系的机制的情况下，这些有希望的资源将无法被开发。


技术实现要素：

9.为了更好地理解在固氮共生期间，epr3在eps感知中的作用，测定了epr3的晶体结构。令人吃惊地，该晶体结构将epr3鉴定为一类新的eps受体的成员，该类eps受体共享相同总体架构并且在双子叶植物(豆科植物和非豆科植物)以及单子叶植物(例如，谷物)中是保守的，表明该类新的受体一定具有更大的作用，而不仅仅作为与固氮菌共生的第二门控。进一步，在百脉根中鉴定了epr3受体同源物，epr3a，并且令人吃惊地显示对于根瘤中的细菌感染过程也是重要的。另外，也令人吃惊地发现epr3突变体百脉根植物当在天然土壤中生长时具有显著降低的适应性，并且这些突变体植物集合成与野生型植物的细菌群落不同的细菌群落。这些结果指示通过该类新的epr3受体的eps信号传导对于在富含微生物的环境中的植物生长是至关重要的，并且该类新的epr3受体的更大的作用是用于选择有益共生微生物，以在植物的根和根际周围大体上组织健康的微生物群系。在双子叶植物和单子叶植物之间保守的该类新的eps受体的令人吃惊的鉴定、epr3受体同源物epr3a的鉴定，以及由发明人鉴定的epr3介导的eps信号传导在选择微生物群系中的作用用作本公开的许多方面和它们的各种实施方式的基础。
10.epr3和epr3a受体的该作用的确定将允许本领域技术人员基因改变植物，以允许植物识别和选择不同的有益共生微生物，例如通过添加来自识别和选择不同的有益共生微生物的植物的异源epr3或epr3a受体或通过修饰内源epr3或epr3a受体的胞外域，以改变选择有益共生微生物的选择性。另外，该确定允许本领域技术人员通过筛选有益共生微生物或它们的外泌多糖的样本用于结合epr3或epr3a受体胞外域或诱导信号传导的能力而鉴定可与植物相互作用的有益共生微生物。这些有益共生微生物可接着用于通过种子处理而增强植物的培养等。
11.本公开的一个方面包括基因改变的植物或其部分，其包括编码异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽的第一核酸序列，其中异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽与在相同条件下的野生型植物相比提供了增加的对于有益共生微生物的选择性。该方面的另外实施方式包括植物或其部分，其进一步包括编码异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽的第二核酸序列。在可与任何前述实施方式组合的该方面的进一步实施方式中，异源epr3多肽或epr3样多肽选自下述的组中：第一多肽，其与seq id no:1[百脉根(bai79269.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第二多肽，其与seq id no:2[鹰嘴豆(xp_004489790.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第三多肽，其与seq id no:3[苜蓿属(xp_003613165.1)]至少
70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第四多肽，其与seq id no:4[大豆(xp_003517716.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第五多肽，其与seq id no:5[菜豆属(xp_007157313.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第六多肽，其与seq id no:6[杨属(xp_002322185.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第七多肽，其与seq id no:7[苹果属(xp_008340354.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第八多肽，其与seq id no:8[葡萄属(xp_002272814.2)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第九多肽，其与seq id no:9[可可属(xp_007036352.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第十多肽，其与seq id no:10[蓖麻(xp_002527912.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第十一多肽，其与seq id no:11[草莓属(xp_004300916.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第十二多肽，其与seq id no:12[玉米(xp_008657477.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第十三多肽，其与seq id no:13[水稻(xp_015628733.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第十四多肽，其与seq id no:14[小麦(cdm80098.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；或第十五多肽，其与seq id no:15[大麦(mloc_5489.2)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至
少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性。该方面的又一实施方式包括选自下述的组中的异源epr3多肽或epr3样多肽：seq id no:1[百脉根(epr3)]、seq id no:2[鹰嘴豆(xp_004489790.1)]、seq id no:3[苜蓿属(xp_003613165.1)]、seq id no:4[大豆(xp_003517716.1)]、seq id no:5[菜豆属(xp_007157313.1)]、seq id no:6[杨属(xp_002322185.1)]、seq id no:7[苹果属(xp_008340354.1)]、seq id no:8[葡萄属(xp_002272814.2)]、seq id no:9[可可属(xp_007036352.1)]、seq id no:10[蓖麻(xp_002527912.1)]、seq id no:11[草莓属(xp_004300916.1)]、seq id no:12[玉米(xp_008657477.1)]、seq id no:13[水稻(xp_015628733.1)]、seq id no:14[小麦(cdm80098.1)]或seq id no:15[大麦(mloc_5489.2)]。可与具有异源epr3a或epr3a样多肽的任何前述实施方式组合的该方面的仍另一实施方式，异源epr3a或epr3a样多肽选自下述的组中：与seq id no:62[百脉根(epr3a)]、seq id no:63、seq id no:64、seq id no:65、seq id no:66、seq id no:67、seq id no:68、seq id no:69、seq id no:70、seq id no:71、seq id no:72、seq id no:73、seq id no:74、seq id no:75、seq id no:76、seq id no:77、seq id no:78、seq id no:79、seq id no:80、seq id no:81、seq id no:82、seq id no:83、seq id no:84、seq id no:85、seq id no:86、seq id no:87、seq id no:88、seq id no:89、seq id no:90、seq id no:91或seq id no:92至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性的多肽。该方面的进一步实施方式包括异源epr3a或epr3a样多肽，其为seq id no:62[百脉根(epr3a)]、seq id no:63、seq id no:64、seq id no:65、seq id no:66、seq id no:67、seq id no:68、seq id no:69、seq id no:70、seq id no:71、seq id no:72、seq id no:73、seq id no:74、seq id no:75、seq id no:76、seq id no:77、seq id no:78、seq id no:79、seq id no:80、seq id no:81、seq id no:82、seq id no:83、seq id no:84、seq id no:85、seq id no:86、seq id no:87、seq id no:88、seq id no:89、seq id no:90、seq id no:91或seq id no:92。
[0012]
可与任何前述实施方式组合的该方面的仍另一实施方式，修饰的epr3多肽或epr3样多肽包括修饰的胞外域，其已经被异源epr3多肽或epr3样多肽的所有或部分胞外域，任选地所有或部分m1结构域、m2结构域、lysm3结构域或所有三个结构域替换。在该方面的另外实施方式中，替换的部分是胞外域或，任选地所有或部分m1结构域、m2结构域、lysm3结构域或所有三个结构域的至少10％、至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、小于10％、小于20％、小于30％、小于40％、小于50％、小于60％、小于70％、小于80％或小于90％。在可与具有epr3a或epr3a样多肽的任何前述实施方式组合的该方面的又一实施方式中，修饰的epr3a或epr3a样多肽包括修饰的胞外域，其已经被异源epr3a或epr3a样多肽的所有或部分胞外域，任选地所有或部分m1结构域、m2结构域、lysm3结构域或所有三个结构域替换。在该方面的另外实施方式中，替换的部分是胞外域或，任选地所有或部分m1结构域、m2结构域、lysm3结构域或所有三个结构域的至少10％、至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、小于10％、小于20％、小于30％、小于40％、小于50％、小于60％、小于70％、小于80％或小于90％。可与具有epr3a或epr3a样多肽的任何前述实施方式组合的该方面的进一步实施方
式，包括异源epr3多肽或epr3样多肽并且异源epr3a或epr3a样多肽来自相同的植物物种或相同的植物品种。
[0013]
可与任何前述实施方式组合的该方面的又一实施方式，包括异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽的表达，其允许植物或其部分识别由微生物产生的外泌多糖(eps)、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物。可与具有epr3a或epr3a样多肽的任何前述实施方式组合的该方面的仍另一实施方式，包括异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽的表达，其允许植物或其部分识别由微生物产生的eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物。在该方面的进一步实施方式中，异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽的表达以及异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽的表达允许植物或其部分识别由微生物产生的eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物。在可与包括由微生物产生的eps的任何前述实施方式组合的该方面的另外实施方式中，微生物为共生细菌，任选地固氮菌或菌根真菌。该方面的进一步实施方式包括选自下述的组中的固氮菌：百脉根中生根瘤菌、华癸中生根瘤菌(mesorhizobium huakuii)、地中海中慢生根瘤菌(mesorhizobium mediterraneum)、鹰嘴豆中慢生根瘤菌(mesorhizobium ciceri)、中慢生根瘤菌(mesorhizobium)物种、蒙古根瘤菌(rhizobium mongolense)、热带根瘤菌(rhizobium tropici)、埃特里菜豆根瘤菌(rhizobium etli phaseoli)、贾氏根瘤菌(rhizobium giardinii)、豌豆根瘤菌(rhizobium leguminosarum)任选地三叶草型豌豆根瘤菌(r.leguminosarum trifolii)、蚕豆型豌豆根瘤菌(r.leguminosarum viciae)，和菜豆型豌豆根瘤菌(r.leguminosarum phaseoli)，伯克氏菌任选地含羞草的共生体、苜蓿中华根瘤菌(sinorhizobium meliloti)、sinorhizobium medicae、弗氏中华根瘤菌(sinorhizobium fredii)、弗氏中华根瘤菌ngr234、茎瘤固氮根瘤菌(azorhizobium caulinodans)、日本慢生根瘤菌(bradyrhizobium japonicum)、埃氏慢生根瘤菌(bradyrhizobium elkanii)、辽参慢生根瘤菌(bradyrhizobium liaonginense)、根瘤菌物种、中慢生根瘤菌物种、中华根瘤菌(sinorhizobium)物种、固氮根瘤菌物种、弗兰克氏菌(frankia)物种或其任何组合，或选自下述的组中的菌根真菌：无柄孢子科(acaulosporaceae)物种、多型孢子菌科(diversisporaceae)物种、巨孢囊霉科(gigasporaceae)物种、平囊霉科(pacisporaceae)物种、管柄囊霉科(funneliformis)物种、球囊霉属(glomus)物种、根真菌(rhizophagus)物种、硬囊霉(sclerocystis)物种、有隔球囊霉属(septoglomus)物种、近明囊霉属(claroideoglomus)物种、两性球囊霉(ambispora)物种、原囊霉(archaeospora)物种、梨形地管囊霉(geosiphon pyriformis)、类球囊霉属(paraglomus)物种、球囊菌门(glomeromycota)中的其他物种，或其任何组合。可与任何前述实施方式组合的该方面的仍另一实施方式，包括异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽定位至植物细胞质膜。可与具有epr3a或epr3a样多肽的任何前述实施方式组合的该方面的又一实施方式，包括异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽定位至植物细胞质膜。可与具有定位至植物细胞质膜的任何前述实施方式组合的该方面的进一步实施方式包括植物细胞为根细胞。该方面的另外实施方式包括根细胞为根表皮细胞或根皮质细胞。在可与任何前述实施方式组合的该方面的进一步实施方式中，异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽在发育的植物根系统中表达。在可与具有epr3a或epr3a样多
肽的任何前述实施方式组合的该方面的另外实施方式中，异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽在发育的植物根系统中表达。
[0014]
在可与任何前述实施方式组合的该方面的仍另一实施方式中，第一核酸序列可操作地连接至第一启动子。在该方面的另外实施方式中，第一启动子为根特异性启动子，并且根特异性启动子任选地选自下述的组中：nfr1或nfr5/nfp启动子、epr3或epr3a启动子、莲属植物(lotus)nfr5启动子、莲属植物nfr1启动子、玉米异构硫因(maize allothioneine)启动子、壳质酶启动子、玉米zrp2启动子、番茄leextl启动子、谷氨酰胺合酶大豆根启动子、rcc3启动子、水稻遗蛋白(antiquitine)启动子、lrr受体激酶启动子或拟南芥pco2启动子。在该方面的进一步实施方式中，第一启动子为组成型启动子，并且组成型启动子任选地选自下述的组中：camv35s启动子、camv35s启动子的衍生物、玉米泛素启动子、三叶草启动子、木薯叶脉花叶病毒启动子或拟南芥ubq10启动子。在可与具有epr3a或epr3a样多肽的任何前述实施方式组合的该方面的又一实施方式中，第二核酸序列可操作地连接至第二启动子。在该方面的另外实施方式中，第二启动子为根特异性启动子，并且根特异性启动子任选地选自下述的组中：nfr1或nfr5/nfp启动子、epr3或epr3a启动子、莲属植物nfr5启动子、莲属植物nfr1启动子、玉米异构硫因启动子、壳质酶启动子、玉米zrp2启动子、番茄leextl启动子、谷氨酰胺合酶大豆根启动子、rcc3启动子、水稻遗蛋白启动子、lrr受体激酶启动子或拟南芥pco2启动子。在该方面的进一步实施方式中，第二启动子为组成型启动子，并且组成型启动子任选地选自下述的组中：camv35s启动子、camv35s启动子的衍生物、玉米泛素启动子、三叶草启动子、木薯叶脉花叶病毒启动子或拟南芥ubq10启动子。在可与任何前述实施方式组合的该方面的另外实施方式中，植物选自下述的组中：木薯、玉米、豇豆、水稻、大麦、小麦、山黄麻属(trema)物种、苹果、梨、李子、杏、桃、扁桃、胡桃、草莓、树莓、黑莓、红醋栗、黑醋栗、甜瓜、黄瓜、南瓜(pumpkin)、倭瓜(squash)、葡萄、番茄、辣椒或大麻。在可与任何前述实施方式组合的该方面的又一实施方式中，植物缺少功能性根瘤菌nod因子受体。在可与任何前述实施方式组合的该方面的仍另一实施方式中，植物不是豆类。在可与任何前述实施方式组合的该方面的另外实施方式中，植物不是拟南芥、烟草、百脉根或蒺藜状苜蓿(m.truncatula)。在可与任何上面的实施方式组合的该方面的进一步实施方式中，植物部分为叶子、茎、根、根原基、花、种子、果实、果仁、谷粒、细胞或其部分。该方面的另外实施方式包括植物部分是果实、果仁或谷粒。
[0015]
在一些方面中，本公开涉及任何上面的实施方式的基因改变的植物的花粉粒或胚珠。
[0016]
在一些方面中，本公开涉及由任何上面的实施方式的植物产生的原生质体。
[0017]
在一些方面中，本公开涉及由来自任何上面的实施方式的植物的原生质体或细胞产生的组织培养物，其中细胞或原生质体由选自下述的组中的植物部分产生：叶子、花药、雌蕊、茎、叶柄、根、根原基、根尖、果实、种子、花、子叶、下胚轴、胚芽(embryo)或分生组织细胞。
[0018]
本公开的进一步方面涉及产生任何上面的实施方式的基因改变的植物的方法，包括将基因变化引入至包括编码异源epr3多肽或epr3样多肽的第一核酸序列的植物。该方面的另外实施方式包括第一核酸序列可操作地连接至第一启动子。该方面的又一实施方式包括第一启动子为根特异性启动子，并且根特异性启动子任选地选自下述的组中：nfr1或
nfr5/nfp启动子、epr3或epr3a启动子、莲属植物nfr5启动子、莲属植物nfr1启动子、玉米异构硫因启动子、壳质酶启动子、玉米zrp2启动子、番茄leextl启动子、谷氨酰胺合酶大豆根启动子、rcc3启动子、水稻遗蛋白启动子、lrr受体激酶启动子或拟南芥pco2启动子。该方面的仍另一实施方式包括第一启动子为组成型启动子，并且组成型启动子任选地选自下述的组中：camv35s启动子、camv35s启动子的衍生物、玉米泛素启动子、三叶草启动子、木薯叶脉花叶病毒启动子或拟南芥ubq10启动子。该方面的另外实施方式进一步包括将基因变化引入至包括编码异源epr3a或epr3a样多肽的第二核酸序列的植物。该方面的进一步实施方式包括第二核酸序列可操作地连接至第二启动子。该方面的又一实施方式包括第二启动子为根特异性启动子，并且根特异性启动子任选地选自下述的组中：nfr1或nfr5/nfp启动子、epr3或epr3a启动子、莲属植物nfr5启动子、莲属植物nfr1启动子、玉米异构硫因启动子、壳质酶启动子、玉米zrp2启动子、番茄leextl启动子、谷氨酰胺合酶大豆根启动子、rcc3启动子、水稻遗蛋白启动子、lrr受体激酶启动子或拟南芥pco2启动子。该方面的仍另一实施方式包括第二启动子为组成型启动子，并且组成型启动子任选地选自由下述组成的组中：camv35s启动子、camv35s启动子的衍生物、玉米泛素启动子、三叶草启动子、木薯叶脉花叶病毒启动子或拟南芥ubq10启动子。在可与任何前述实施方式组合的该方面的进一步实施方式中，第一核酸序列被插入植物的基因组，以便核酸序列可操作地连接至第一内源启动子。该方面的另外实施方式包括第一内源启动子为根特异性启动子。在可与具有第二核酸序列的任何前述实施方式组合的该方面的又一实施方式中，第二核酸序列被插入植物的基因组，以便核酸序列可操作地连接至第二内源启动子。该方面的进一步实施方式包括第二内源启动子为根特异性启动子。
[0019]
本公开的另外方面涉及产生具有修饰的多肽的任何一个前述实施方式的基因改变的植物的方法，包括基因编辑编码植物中的内源lysm受体多肽的基因，以包括修饰的胞外域。在该方面的进一步实施方式中，内源lysm受体多肽为内源epr3多肽或epr3样多肽。在可与任何前述实施方式组合的该方面的另一实施方式中，通过如下生成修饰的epr3多肽或epr3样多肽：(a)提供异源epr3多肽或epr3样多肽模型，包括对于有益共生微生物具有选择性的异源epr3多肽或epr3样多肽和未修饰的epr3多肽或epr3样多肽的m1结构域、m2结构域、lysm3结构域、其任何组合，或胞外域的结构模型、分子模型、表面特点模型和/或静电势模型；(b)通过比较未修饰的epr3多肽或epr3样多肽中的寡糖结合特征的氨基酸残基与异源epr3多肽或epr3样多肽模型中对应的氨基酸残基，鉴定未修饰的epr3多肽或epr3样多肽中用于修饰的一个或多个氨基酸残基；和(c)生成未修饰的epr3多肽或epr3样多肽，其中未修饰的epr3多肽或epr3样多肽的寡糖结合特征中的一个或多个氨基酸残基已经被来自异源epr3多肽或epr3样多肽的对应的氨基酸残基替换。该方面的又一实施方式包括异源epr3多肽或epr3样多肽模型为蛋白质晶体结构、分子模型、冷冻电镜结构或nmr结构。在该方面的另外实施方式中，内源lysm受体多肽为内源epr3a或epr3a样多肽。在该方面的另一实施方式中，通过如下生成修饰的epr3a或epr3a样多肽：(a)提供异源epr3a或epr3a样多肽模型，包括对于有益共生微生物具有选择性的异源epr3a或epr3a样多肽和未修饰的epr3a或epr3a样多肽的m1结构域、m2结构域、lysm3结构域、其任何组合，或胞外域的结构模型、分子模型、表面特点模型和/或静电势模型；(b)通过比较未修饰的epr3a或epr3a样多肽中寡糖结合特征的氨基酸残基与异源epr3a或epr3a样多肽模型中对应的氨基酸残基，鉴定未修饰
的epr3a或epr3a样多肽中用于修饰的一个或多个氨基酸残基；和(c)生成未修饰的epr3a或epr3a样多肽，其中未修饰的epr3a或epr3a样多肽的寡糖结合特征中的一个或多个氨基酸残基已经被来自异源epr3a或epr3a样多肽的对应的氨基酸残基替换。该方面的又一实施方式包括异源epr3a或epr3a样多肽模型为蛋白质晶体结构、分子模型、冷冻电镜结构或nmr结构。可与任何前述实施方式组合的该方面的进一步实施方式包括通过任何一个前述实施方式的方法产生的植物或植物部分。
[0020]
本公开的另外方面包括基因改变的植物或其部分，其包括编码异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽的第一核酸序列，其中异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽与在相同条件下的野生型植物相比提供了增加的对于有益共生微生物的选择性。该方面的另外实施方式包括植物或其部分进一步包括编码异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽的第二核酸序列。在可与任何前述实施方式组合的该方面的进一步实施方式中，异源epr3a或epr3a样多肽选自下述的组中：与seq id no:62[百脉根(epr3a)]、seq id no:63、seq id no:64、seq id no:65、seq id no:66、seq id no:67、seq id no:68、seq id no:69、seq id no:70、seq id no:71、seq id no:72、seq id no:73、seq id no:74、seq id no:75、seq id no:76、seq id no:77、seq id no:78、seq id no:79、seq id no:80、seq id no:81、seq id no:82、seq id no:83、seq id no:84、seq id no:85、seq id no:86、seq id no:87、seq id no:88、seq id no:89、seq id no:90、seq id no:91或seq id no:92至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性的多肽。该方面的进一步实施方式包括异源epr3a或epr3a样多肽为seq id no:62[百脉根(epr3a)]、seq id no:63、seq id no:64、seq id no:65、seq id no:66、seq id no:67、seq id no:68、seq id no:69、seq id no:70、seq id no:71、seq id no:72、seq id no:73、seq id no:74、seq id no:75、seq id no:76、seq id no:77、seq id no:78、seq id no:79、seq id no:80、seq id no:81、seq id no:82、seq id no:83、seq id no:84、seq id no:85、seq id no:86、seq id no:87、seq id no:88、seq id no:89、seq id no:90、seq id no:91或seq id no:92。在可与具有异源epr3多肽或epr3样多肽的任何前述实施方式组合的该方面的仍另一实施方式中，异源epr3多肽或epr3样多肽选自下述的组中：与seq id no:1[百脉根(bai79269.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性的多肽，；第二多肽，其与seq id no:2[鹰嘴豆(xp_004489790.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第三多肽，其与seq id no:3[苜蓿属(xp_003613165.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第四多肽，其与seq id no:4[大豆(xp_003517716.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％
序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第五多肽，其与seq id no:5[菜豆属(xp_007157313.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第六多肽，其与seq id no:6[杨属(xp_002322185.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第七多肽，其与seq id no:7[苹果属(xp_008340354.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第八多肽，其与seq id no:8[葡萄属(xp_002272814.2)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第九多肽，其与seq id no:9[可可属(xp_007036352.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第十多肽，其与seq id no:10[蓖麻(xp_002527912.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第十一多肽，其与seq id no:11[草莓属(xp_004300916.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第十二多肽，其与seq id no:12[玉米(xp_008657477.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第十三多肽，其与seq id no:13[水稻(xp_015628733.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第十四多肽，其与seq id no:14[小麦(cdm80098.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；或第十五多肽，其与seq id no:15[大麦(mloc_5489.2)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性。该方面的进一步实施方式包括异源epr3多肽或epr3样多肽，其选自下述的组中：seq id no:1[百脉根(epr3)]、seq id no:2[鹰嘴豆(xp_004489790.1)]、seq id no:3[苜蓿属(xp_003613165.1)]、seq id no:4[大豆(xp_003517716.1)]、seq id no:5[菜豆属(xp_
007157313.1)]、seq id no:6[杨属(xp_002322185.1)]、seq id no:7[苹果属(xp_008340354.1)]、seq id no:8[葡萄属(xp_002272814.2)]、seq id no:9[可可属(xp_007036352.1)]、seq id no:10[蓖麻(xp_002527912.1)]、seq id no:11[草莓属(xp_004300916.1)]、seq id no:12[玉米(xp_008657477.1)]、seq id no:13[水稻(xp_015628733.1)]、seq id no:14[小麦(cdm80098.1)]或seq id no:15[大麦(mloc_5489.2)]。
[0021]
可与任何前述实施方式组合的该方面的仍另一实施方式，修饰的epr3a或epr3a样多肽包括修饰的胞外域，其已经被异源epr3a或epr3a样多肽的所有或部分胞外域，任选地所有或部分m1结构域、m2结构域、lysm3结构域或所有三个结构域替换。在该方面的另外实施方式中，替换的部分是胞外域或，任选地所有或部分m1结构域、m2结构域、lysm3结构域或所有三个结构域的至少10％、至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、小于10％、小于20％、小于30％、小于40％、小于50％、小于60％、小于70％、小于80％或小于90％。在可与具有epr3多肽或epr3样多肽的任何前述实施方式组合的该方面的又一实施方式中，修饰的epr3多肽或epr3样多肽包括修饰的胞外域，其已经被异源epr3多肽或epr3样多肽的所有或部分胞外域，任选地所有或部分m1结构域、m2结构域、lysm3结构域或所有三个结构域替换。在该方面的另外实施方式中，替换的部分是胞外域或，任选地所有或部分m1结构域、m2结构域、lysm3结构域或所有三个结构域的至少10％、至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、小于10％、小于20％、小于30％、小于40％、小于50％、小于60％、小于70％、小于80％或小于90％。可与具有epr3多肽或epr3样多肽的任何前述实施方式组合的该方面的进一步实施方式，包括来自相同植物物种或相同植物品种的异源epr3a或epr3a样多肽和异源epr3多肽或epr3样多肽。
[0022]
可与任何前述实施方式组合的该方面的又一实施方式，包括异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽的表达允许植物或其部分识别由微生物产生的eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物。可与具有epr3多肽或epr3样多肽的任何前述实施方式组合的该方面的仍另一实施方式，包括异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽的表达，其允许植物或其部分识别由微生物产生的eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物。在该方面的进一步实施方式中，异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽的表达和异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽的表达允许植物或其部分识别由微生物产生的eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物。在可与包括由微生物产生的eps的任何前述实施方式组合的该方面的另外实施方式中，微生物为共生细菌，任选地固氮菌或菌根真菌。该方面的进一步实施方式包括选自下述的组中的固氮菌：百脉根中生根瘤菌、华癸中生根瘤菌、地中海中慢生根瘤菌、鹰嘴豆中慢生根瘤菌、中慢生根瘤菌物种、蒙古根瘤菌、热带根瘤菌、埃特里菜豆根瘤菌，贾氏根瘤菌、豌豆根瘤菌任选地三叶草型豌豆根瘤菌、蚕豆型豌豆根瘤菌和菜豆型豌豆根瘤菌、伯克氏菌任选地含羞草的共生体、苜蓿中华根瘤菌、sinorhizobium medicae、弗氏中华根瘤菌、弗氏中华根瘤菌ngr234、茎瘤固氮根瘤菌、日本慢生根瘤菌、埃氏慢生根瘤菌、辽参慢生根瘤菌、根瘤菌物种、中慢生根瘤菌物种、中华根瘤菌物种、固氮根瘤菌物种、弗兰克氏菌物种或其任何组合，或选自下述的组中的菌根真菌：无柄孢子科物种、多型孢子
菌科物种、巨孢囊霉科物种、平囊霉科物种、管柄囊霉科物种、球囊霉属物种、根真菌物种、硬囊霉物种、有隔球囊霉属物种、近明囊霉属物种、两性球囊霉物种、原囊霉物种、梨形地管囊霉、类球囊霉属物种、球囊菌门中的其他物种或其任何组合。可与任何前述实施方式组合的该方面的仍另一实施方式，包括异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽定位至植物细胞质膜。可与具有epr3多肽或epr3样多肽的任何前述实施方式组合的该方面的又一实施方式，包括异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽定位至植物细胞质膜。可与具有定位至植物细胞质膜的任何前述实施方式组合的该方面的进一步实施方式包括植物细胞为根细胞。该方面的另外实施方式包括根细胞为根表皮细胞或根皮质细胞。在可与任何前述实施方式组合的该方面的进一步实施方式中，异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽在发育的植物根系统中表达。在可与具有epr3多肽或epr3样多肽的任何前述实施方式组合的该方面的另外实施方式中，异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽在发育的植物根系统中表达。
[0023]
在可与任何前述实施方式组合的该方面的仍另一实施方式中，第一核酸序列可操作地连接至第一启动子。在该方面的另外实施方式中，第一启动子为根特异性启动子，并且根特异性启动子任选地选自下述的组中：nfr1或nfr5/nfp启动子、epr3或epr3a启动子、莲属植物nfr5启动子、莲属植物nfr1启动子、玉米异构硫因启动子、壳质酶启动子、玉米zrp2启动子、番茄leextl启动子、谷氨酰胺合酶大豆根启动子、rcc3启动子、水稻遗蛋白启动子、lrr受体激酶启动子或拟南芥pco2启动子。在该方面的进一步实施方式中，第一启动子为组成型启动子，并且组成型启动子任选地选自下述的组中：camv35s启动子、camv35s启动子的衍生物、玉米泛素启动子、三叶草启动子、木薯叶脉花叶病毒启动子或拟南芥ubq10启动子。在可与具有epr3多肽或epr3样多肽的任何前述实施方式组合的该方面的又一实施方式中，第二核酸序列可操作地连接至第二启动子。在该方面的另外实施方式中，第二启动子为根特异性启动子，并且根特异性启动子任选地选自下述的组中：nfr1或nfr5/nfp启动子、epr3或epr3a启动子、莲属植物nfr5启动子、莲属植物nfr1启动子、玉米异构硫因启动子、壳质酶启动子、玉米zrp2启动子、番茄leextl启动子、谷氨酰胺合酶大豆根启动子、rcc3启动子、水稻遗蛋白启动子、lrr受体激酶启动子或拟南芥pco2启动子。在该方面的进一步实施方式中，第二启动子为组成型启动子，并且组成型启动子任选地选自下述的组中：camv35s启动子、camv35s启动子的衍生物、玉米泛素启动子、三叶草启动子、木薯叶脉花叶病毒启动子或拟南芥ubq10启动子。在可与任何前述实施方式组合的该方面的另外实施方式中，植物选自下述的组中：木薯、玉米、豇豆、水稻、大麦、小麦、山黄麻属物种、苹果、梨、李子、杏、桃、扁桃、胡桃、草莓、树莓、黑莓、红醋栗、黑醋栗、甜瓜、黄瓜、南瓜、倭瓜、葡萄、番茄、辣椒或大麻。在可与任何前述实施方式组合的该方面的又一实施方式中，植物缺少功能性根瘤菌nod因子受体。在可与任何前述实施方式组合的该方面的仍另一实施方式中，植物不是豆类。在可与任何前述实施方式组合的该方面的另外实施方式中，植物不是拟南芥、烟草、百脉根或蒺藜状苜蓿。在可与任何上面的实施方式组合的该方面的进一步实施方式中，植物部分为叶子、茎、根、根原基、花、种子、果实、果仁、谷粒、细胞或其部分。该方面的另外实施方式包括植物部分是果实、果仁或谷粒。
[0024]
在一些方面中，本公开涉及任何上面的实施方式的基因改变的植物的花粉粒或胚珠。
[0025]
在一些方面中，本公开涉及由任何上面的实施方式的植物产生的原生质体。
[0026]
在一些方面中，本公开涉及由来自任何上面的实施方式的植物的原生质体或细胞产生的组织培养物，其中细胞或原生质体由选自下述的组中的植物部分产生：叶子、花药、雌蕊、茎、叶柄、根、根原基、根尖、果实、种子、花、子叶、下胚轴、胚芽或分生组织细胞。
[0027]
本公开的进一步方面涉及产生任何上面的实施方式的基因改变的植物的方法，包括将基因变化引入至包括编码异源epr3a或epr3a样多肽的第一核酸序列的植物。该方面的另外实施方式包括第一核酸序列可操作地连接至第一启动子。该方面的又一实施方式包括第一启动子为根特异性启动子，并且根特异性启动子任选地选自下述的组中：nfr1或nfr5/nfp启动子、epr3或epr3a启动子、莲属植物nfr5启动子、莲属植物nfr1启动子、玉米异构硫因启动子、壳质酶启动子、玉米zrp2启动子、番茄leextl启动子、谷氨酰胺合酶大豆根启动子、rcc3启动子、水稻遗蛋白启动子、lrr受体激酶启动子或拟南芥pco2启动子。该方面的仍另一实施方式包括第一启动子为组成型启动子，并且组成型启动子任选地选自下述的组中：camv35s启动子、camv35s启动子的衍生物、玉米泛素启动子、三叶草启动子、木薯叶脉花叶病毒启动子或拟南芥ubq10启动子。该方面的另外实施方式进一步包括将基因变化引入至包括编码异源epr3多肽或epr3样多肽的第二核酸序列的植物。该方面的进一步实施方式包括第二核酸序列可操作地连接至第二启动子。该方面的又一实施方式包括第二启动子为根特异性启动子，并且根特异性启动子任选地选自下述的组中：nfr1或nfr5/nfp启动子、epr3或epr3a启动子、莲属植物nfr5启动子、莲属植物nfr1启动子、玉米异构硫因启动子、壳质酶启动子、玉米zrp2启动子、番茄leextl启动子、谷氨酰胺合酶大豆根启动子、rcc3启动子、水稻遗蛋白启动子、lrr受体激酶启动子或拟南芥pco2启动子。该方面的仍另一实施方式包括第二启动子为组成型启动子，并且组成型启动子任选地选自由下述组成的组中：camv35s启动子、camv35s启动子的衍生物、玉米泛素启动子、三叶草启动子、木薯叶脉花叶病毒启动子或拟南芥ubq10启动子。在可与任何前述实施方式组合的该方面的进一步实施方式中，第一核酸序列被插入植物的基因组，以便核酸序列可操作地连接至第一内源启动子。该方面的另外实施方式包括第一内源启动子为根特异性启动子。在可与具有第二核酸序列的任何前述实施方式组合的该方面的又一实施方式中，第二核酸序列被插入植物的基因组，以便核酸序列可操作地连接至第二内源启动子。该方面的进一步实施方式包括第二内源启动子为根特异性启动子。
[0028]
本公开的另外方面涉及产生具有修饰的多肽的任何一个前述实施方式的基因改变的植物的方法，包括基因编辑编码植物中的内源lysm受体多肽的基因，以包括修饰的胞外域。在该方面的进一步实施方式中，内源lysm受体多肽为内源epr3a或epr3a样多肽。在可与任何前述实施方式组合的该方面的另一实施方式中，通过如下生成修饰的epr3a或epr3a样多肽：(a)提供异源epr3a或epr3a样多肽模型，包括对于有益共生微生物具有选择性的异源epr3a或epr3a样多肽和未修饰的epr3a或epr3a样多肽的m1结构域、m2结构域、lysm3结构域、其任何组合，或胞外域的结构模型、分子模型、表面特点模型和/或静电势模型；(b)通过比较未修饰的epr3a或epr3a样多肽中寡糖结合特征的氨基酸残基与异源epr3a或epr3a样多肽模型中对应的氨基酸残基，鉴定未修饰的epr3a或epr3a样多肽中用于修饰的一个或多个氨基酸残基；和(c)生成未修饰的epr3a或epr3a样多肽，其中未修饰的epr3a或epr3a样多肽的寡糖结合特征中的一个或多个氨基酸残基已经被来自异源epr3a或epr3a样多肽的对
应的氨基酸残基替换。该方面的又一实施方式包括异源epr3a或epr3a样多肽模型为蛋白质晶体结构、分子模型、冷冻电镜结构或nmr结构。在该方面的另外实施方式中，内源lysm受体多肽为内源epr3多肽或epr3样多肽。在该方面的另一实施方式中，通过如下生成修饰的epr3多肽或epr3样多肽：(a)提供异源epr3多肽或epr3样多肽模型，包括对于有益共生微生物具有选择性的异源epr3多肽或epr3样多肽和未修饰的epr3多肽或epr3样多肽的m1结构域、m2结构域、lysm3结构域、其任何组合，或胞外域的结构模型、分子模型、表面特点模型和/或静电势模型；(b)通过比较未修饰的epr3多肽或epr3样多肽中的寡糖结合特征的氨基酸残基与异源epr3多肽或epr3样多肽模型中对应的氨基酸残基，鉴定未修饰的epr3多肽或epr3样多肽中用于修饰的一个或多个氨基酸残基；和(c)生成未修饰的epr3多肽或epr3样多肽，其中未修饰的epr3多肽或epr3样多肽的寡糖结合特征中的一个或多个氨基酸残基已经被来自异源epr3多肽或epr3样多肽的对应的氨基酸残基替换。该方面的又一实施方式包括异源epr3多肽或epr3样多肽模型为蛋白质晶体结构、分子模型、冷冻电镜结构或nmr结构。可与任何前述实施方式组合的该方面的进一步实施方式包括通过任何一个前述实施方式的方法产生的植物或植物部分
[0029]
本公开的仍另一方面涉及鉴定能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物的方法，包括：a)提供植物的第一多肽，包括epr3多肽或epr3样多肽、epr3多肽或epr3样多肽的胞外域、epr3多肽或epr3样多肽的m1结构域、epr3多肽或epr3样多肽的m2结构域，或者epr3多肽或epr3样多肽的lysm3结构域；b)使第一多肽接触包括微生物或由微生物产生的eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物的样品；和c)检测由微生物产生的eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物与多肽的结合，其中eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物与多肽的结合指示微生物为能够参与植物根微生物群系的有益的共生细菌；任选地，检测植物根际或内圈中伯克氏菌和/或根瘤菌的分类群的富集，其中植物根际或内圈中伯克氏菌和/或根瘤菌的分类群的富集指示微生物为能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物；任选地，检测是通过任选地选自下述的功能性试验：(i)检测植物根际或内圈中伯克氏菌和/或根瘤菌的分类群的富集，其中植物根际或内圈中伯克氏菌和/或根瘤菌的分类群的富集指示微生物为能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物；任选地，(ii)检测植物根系统中的结瘤，其中结瘤指示微生物为能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物；和/或(iii)检测植物根系统中的菌根化，其中菌根化指示微生物为能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物，或任选地检测是通过任选地选自下述的直接结合试验：(1)竞争试验，任选地用已知的信号传导糖，或(2)亲和性试验，任选地其中检测的亲和性与对于已知的信号传导糖的亲和性进行比较。该方面的进一步实施方式进一步包括提供第二多肽，包括在步骤(a)中的植物的epr3a或epr3a样多肽、epr3a或epr3a样多肽的胞外域、epr3a或epr3a样多肽的m1结构域、epr3a或epr3a样多肽的m2结构域，或者epr3a或epr3a样多肽的lysm3结构域，其中第二多肽接触第一多肽。如果在步骤(c)中检测到结合，则该方面的另外实施方式进一步包括步骤(d)培养有益共生微生物。该方面的又一实施方式进一步包括步骤(e)将有益共生微生物施加至植物或其部分。该方面的进一步实施方式包括植物部分为植物繁殖材料，任选地种子、块茎或小植株，和将有益共生微生物施加至植物繁殖材料，任选地施加至种子作为种皮的一部分、施加至块茎，或施加至小植株的根。该方面的另外实施方式包括植物部分为植物营养材料或繁殖材料，任选地根、嫩芽、茎、
id no:90、seq id no:91或seq id no:92的胞外域。该方面的仍另一实施方式包括有益共生微生物为共生细菌，任选地固氮菌或菌根真菌。
[0030]
本公开的仍另一方面涉及鉴定能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物的方法，包括：a)提供第一多肽，其包括植物的epr3a或epr3a样多肽、epr3a或epr3a样多肽的胞外域、epr3a或epr3a样多肽的m1结构域、epr3a或epr3a样多肽的m2结构域，或者epr3a或epr3a样多肽的lysm3结构域；b)使第一多肽接触包括微生物或由微生物产生的eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物的样品；和c)检测由微生物产生的eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物与多肽的结合，其中eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物与多肽的结合指示微生物为能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物；任选地，检测植物根际或内圈中伯克氏菌和/或根瘤菌的分类群的富集，其中植物根际或内圈中伯克氏菌和/或根瘤菌的分类群的富集指示微生物为能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物；任选地，检测是通过任选地选自下述的功能性试验：(i)检测植物根际或内圈中伯克氏菌和/或根瘤菌的分类群的富集，其中植物根际或内圈中伯克氏菌和/或根瘤菌的分类群的富集指示微生物为能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物；任选地，(ii)检测植物根系统中的结瘤，其中结瘤指示微生物为能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物；和/或(iii)检测植物根系统中的菌根化，其中菌根化指示微生物为能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物，或任选地检测是通过任选地选自下述的直接结合试验：(1)竞争试验，任选地用已知的信号传导糖，或(2)亲和性试验，任选地其中检测的亲和性与对于已知的信号传导糖的亲和性进行比较。该方面的进一步实施方式进一步包括提供第二多肽，其包括步骤(a)中植物的epr3多肽或epr3样多肽、epr3多肽或epr3样多肽的胞外域、epr3多肽或epr3样多肽的m1结构域、epr3多肽或epr3样多肽的m2结构域，或者epr3多肽或epr3样多肽的lysm3结构域，其中第二多肽接触第一多肽。如果在步骤(c)中检测到结合，则该方面的另外实施方式进一步包括步骤(d)培养有益共生微生物。该方面的又一实施方式进一步包括步骤(e)将有益共生微生物施加至植物或其部分。该方面的进一步实施方式包括植物部分为植物繁殖材料，任选地种子、块茎或小植株，和将有益共生微生物施加至植物繁殖材料，任选地施加至种子作为种皮的一部分、施加至块茎，或施加至小植株的根。该方面的另外实施方式包括植物部分为植物营养材料或繁殖材料，任选地根、嫩芽、茎、花粉粒或胚珠，并且将有益共生微生物施加至植物营养材料或植物的繁殖材料，任选地作为包衣、溶液或粉末的一部分。该方面的仍另一实施方式进一步包括步骤(e)施加有益共生微生物，任选地与土壤相容的载体、真菌载体或其中植物正在生长或要生长的生长培养基，任选地土壤混合。可与具有epr3a或epr3a样多肽的胞外域的任何前述实施方式组合的该方面的进一步实施方式，包括epr3a或epr3a样多肽的胞外域与seq id no:62[百脉根(epr3a)]、seq id no:63、seq id no:64、seq id no:65、seq id no:66、seq id no:67、seq id no:68、seq id no:69、seq id no:70、seq id no:71、seq id no:72、seq id no:73、seq id no:74、seq id no:75、seq id no:76、seq id no:77、seq id no:78、seq id no:79、seq id no:80、seq id no:81、seq id no:82、seq id no:83、seq id no:84、seq id no:85、seq id no:86、seq id no:87、seq id no:88、seq id no:89、seq id no:90、seq id no:91或seq id no:92的胞外域具有至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、
至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性。可与具有epr3a或epr3a样多肽的胞外域的任何前述实施方式组合的该方面的又一实施方式，包括epr3a或epr3a样多肽的胞外域为seq id no:62[百脉根(epr3a)]、seq id no:63、seq id no:64、seq id no:65、seq id no:66、seq id no:67、seq id no:68、seq id no:69、seq id no:70、seq id no:71、seq id no:72、seq id no:73、seq id no:74、seq id no:75、seq id no:76、seq id no:77、seq id no:78、seq id no:79、seq id no:80、seq id no:81、seq id no:82、seq id no:83、seq id no:84、seq id no:85、seq id no:86、seq id no:87、seq id no:88、seq id no:89、seq id no:90、seq id no:91或seq id no:92的胞外域。可与具有epr3多肽或epr3样多肽的胞外域的任何前述实施方式组合的该方面的仍另一实施方式，包括epr3多肽或epr3样多肽的胞外域与seq id no:1[百脉根(epr3)]、seq id no:2[鹰嘴豆(xp_004489790.1)]、seq id no:3[苜蓿属(xp_003613165.1)]、seq id no:4[大豆(xp_003517716.1)]、seq id no:5[菜豆属(xp_007157313.1)]、seq id no:6[杨属(xp_002322185.1)]、seq id no:7[苹果属(xp_008340354.1)]、seq id no:8[葡萄属(xp_002272814.2)]、seq id no:9[可可属(xp_007036352.1)]、seq id no:10[蓖麻(xp_002527912.1)]、seq id no:11[草莓属(xp_004300916.1)]、seq id no:12[玉米(xp_008657477.1)]、seq id no:13[水稻(xp_015628733.1)]、seq id no:14[小麦(cdm80098.1)]或seq id no:15[大麦(mloc_5489.2)]的胞外域具有至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性。可与具有epr3多肽或epr3样多肽的胞外域的任何前述实施方式组合的该方面的另外实施方式，包括epr3多肽或epr3样多肽的胞外域为seq id no:1[百脉根(epr3)]、seq id no:2[鹰嘴豆(xp_004489790.1)]、seq id no:3[苜蓿属(xp_003613165.1)]、seq id no:4[大豆(xp_003517716.1)]、seq id no:5[菜豆属(xp_007157313.1)]、seq id no:6[杨属(xp_002322185.1)]、seq id no:7[苹果属(xp_008340354.1)]、seq id no:8[葡萄属(xp_002272814.2)]、seq id no:9[可可属(xp_007036352.1)]、seq id no:10[蓖麻(xp_002527912.1)]、seq id no:11[草莓属(xp_004300916.1)]、seq id no:12[玉米(xp_008657477.1)]、seq id no:13[水稻(xp_015628733.1)]、seq id no:14[小麦(cdm80098.1)]或seq id no:15[大麦(mloc_5489.2)]的胞外域。该方面的仍另一实施方式包括有益共生微生物为共生细菌，任选地固氮菌或菌根真菌。
[0031]
列举的实施方式
[0032]
1、一种基因改变的植物或其部分，其包括编码异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽的第一核酸序列，其中异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽与在相同条件下的野生型植物相比提供了增加的对于有益共生微生物的选择性。
[0033]
2、实施方式1的基因改变的植物或其部分，其中有益共生微生物为菌根真菌。
[0034]
3、实施方式2的基因改变的植物或其部分，其中植物或其部分进一步包括编码异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽的第二核酸序列，其中异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽与在相同条件下的野生型植物相比提
供了增加的对于有益共生微生物的选择性。
[0035]
4、实施方式3的基因改变的植物或其部分，其中修饰的epr3a或epr3a样多肽包括修饰的胞外域，其已经被异源epr3a或epr3a样多肽的所有或部分胞外域，任选地所有或部分m1结构域、m2结构域、lysm3结构域或所有三个结构域替换；并且其中修饰的epr3多肽或epr3样多肽包括修饰的胞外域，其已经被异源epr3多肽或epr3样多肽的所有或部分胞外域，任选地所有或部分m1结构域、m2结构域、lysm3结构域或所有三个结构域替换。
[0036]
5、实施方式3的基因改变的植物或其部分，其中异源epr3a或epr3a样多肽、修饰的epr3a或epr3a样多肽、异源epr3多肽或epr3样多肽、修饰的epr3多肽或epr3样多肽，或其组合的表达允许植物或其部分识别由微生物产生的eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物，并且其中微生物为共生细菌，任选地固氮菌或菌根真菌。
[0037]
6、实施方式5的基因改变的植物，其中异源epr3a或epr3a样多肽、修饰的epr3a或epr3a样多肽、异源epr3多肽或epr3样多肽，或者修饰的epr3多肽或epr3样多肽定位至植物细胞质膜，或者epr3多肽或epr3样多肽和epr3a或epr3a样多肽二者都定位至植物细胞质膜，并且其中植物细胞为根细胞。
[0038]
7、一种产生实施方式3的基因改变的植物的方法，包括将基因变化引入至包括编码异源epr3a或epr3a样多肽的第一核酸序列的植物，和任选地进一步包括将基因变化引入至包括编码异源epr3多肽或epr3样多肽的第二核酸序列的植物。
[0039]
8、一种产生实施方式3的基因改变的植物的方法，包括基因编辑编码植物中的内源lysm受体多肽的基因，以包括修饰的胞外域，
[0040]
其中内源lysm受体多肽为内源epr3a或epr3a样多肽，并且其中通过如下生成修饰的epr3a或epr3a样多肽：
[0041]
(a)提供异源epr3a或epr3a样多肽模型，包括对于有益共生微生物具有选择性的异源epr3a或epr3a样多肽和未修饰的epr3a或epr3a样多肽的m1结构域、m2结构域、lysm3结构域、其任何组合，或胞外域的结构模型、分子模型、表面特点模型和/或静电势模型；
[0042]
(b)通过比较未修饰的epr3a或epr3a样多肽中寡糖结合特征的氨基酸残基与异源epr3a或epr3a样多肽模型中对应的氨基酸残基，鉴定未修饰的epra3多肽中用于修饰的一个或多个氨基酸残基；和
[0043]
(c)生成未修饰的epr3a或epr3a样多肽，其中未修饰的epr3a或epr3a样多肽的寡糖结合特征中的一个或多个氨基酸残基已经被来自异源epr3a或epr3a样多肽的对应的氨基酸残基替换；或
[0044]
其中内源lysm受体多肽为内源epr3多肽或epr3样多肽，并且其中通过如下生成修饰的epr3多肽或epr3样多肽：
[0045]
(a)提供异源epr3多肽或epr3样多肽模型，包括对于有益共生微生物具有选择性的异源epr3多肽或epr3样多肽和未修饰的epr3多肽或epr3样多肽的m1结构域、m2结构域、lysm3结构域、其任何组合，或胞外域的结构模型、分子模型、表面特点模型和/或静电势模型；
[0046]
(b)通过比较未修饰的epr3多肽或epr3样多肽中的寡糖结合特征的氨基酸残基与异源epr3多肽或epr3样多肽模型中对应的氨基酸残基，鉴定未修饰的epr3多肽或epr3样多肽中用于修饰的一个或多个氨基酸残基；和
[0047]
(c)生成未修饰的epr3多肽或epr3样多肽，其中未修饰的epr3多肽或epr3样多肽的寡糖结合特征中的一个或多个氨基酸残基已经被来自异源epr3多肽或epr3样多肽的对应的氨基酸残基替换。
[0048]
9、一种基因改变的植物或其部分，其包括编码异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽的第一核酸序列，其中异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽与在相同条件下的野生型植物相比提供了增加的对于有益共生微生物的选择性。
[0049]
10、实施方式9的基因改变的植物或其部分，其中植物或其部分进一步包括编码异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽的第二核酸序列，其中异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽与在相同条件下的野生型植物相比提供了增加的对于有益共生微生物的选择性。
[0050]
11、实施方式10的基因改变的植物或其部分，其中修饰的epr3多肽或epr3样多肽包括修饰的胞外域，其已经被异源epr3多肽或epr3样多肽的所有或部分胞外域，任选地所有或部分m1结构域、m2结构域、lysm3结构域或所有三个结构域替换；并且其中修饰的epr3a或epr3a样多肽包括修饰的胞外域，其已经被异源epr3a或epr3a样多肽的所有或部分胞外域，任选地所有或部分m1结构域、m2结构域、lysm3结构域或所有三个结构域替换。
[0051]
12、实施方式10的基因改变的植物或其部分，其中异源epr3多肽或epr3样多肽、修饰的epr3多肽或epr3样多肽、异源epr3a或epr3a样多肽、修饰的epr3a或epr3a样多肽，或其组合的表达允许植物或其部分识别由微生物产生的外泌多糖(eps)、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物，并且其中微生物为共生细菌，任选地固氮菌或菌根真菌。
[0052]
13、实施方式12的基因改变的植物或其部分，其中异源epr3多肽或epr3样多肽、修饰的epr3多肽或epr3样多肽、异源epr3a或epr3a样多肽，或者修饰的epr3a或epr3a样多肽定位至植物细胞质膜，或者epr3多肽或epr3样多肽和epr3a或epr3a样多肽二者都定位至植物细胞质膜，并且其中植物细胞为根细胞。
[0053]
14、一种产生实施方式10的基因改变的植物的方法，包括将基因变化引入至包括编码异源epr3多肽或epr3样多肽的第一核酸序列的植物，和任选地进一步包括将基因变化引入至包括编码异源epr3a或epr3a样多肽的第二核酸序列的植物。
[0054]
15、一种产生实施方式10的基因改变的植物的方法，包括基因编辑编码植物中的内源lysm受体多肽的基因，以包括修饰的胞外域，
[0055]
其中内源lysm受体多肽为内源epr3多肽或epr3样多肽，并且其中通过如下生成修饰的epr3多肽或epr3样多肽：
[0056]
(a)提供异源epr3多肽或epr3样多肽模型，包括对于有益共生微生物具有选择性的异源epr3多肽或epr3样多肽和未修饰的epr3多肽或epr3样多肽的m1结构域、m2结构域、lysm3结构域、其任何组合，或胞外域的结构模型、分子模型、表面特点模型和/或静电势模型；
[0057]
(b)通过比较未修饰的epr3多肽或epr3样多肽中的寡糖结合特征的氨基酸残基与异源epr3多肽或epr3样多肽模型中对应的氨基酸残基，鉴定未修饰的epr3多肽或epr3样多肽中用于修饰的一个或多个氨基酸残基；和
[0058]
(c)生成未修饰的epr3多肽或epr3样多肽，其中未修饰的epr3多肽或epr3样多肽
的寡糖结合特征中的一个或多个氨基酸残基已经被来自异源epr3多肽或epr3样多肽的对应的氨基酸残基替换；或
[0059]
其中内源lysm受体多肽为内源epr3a或epr3a样多肽，并且其中通过如下生成修饰的epr3a或epr3a样多肽：
[0060]
(a)提供异源epr3a或epr3a样多肽模型，包括对于有益共生微生物具有选择性的异源epr3a或epr3a样多肽和未修饰的epr3a或epr3a样多肽的m1结构域、m2结构域、lysm3结构域、其任何组合，或胞外域的结构模型、分子模型、表面特点模型和/或静电势模型；
[0061]
(b)通过比较未修饰的epr3a或epr3a样多肽中寡糖结合特征的氨基酸残基与异源epr3a或epr3a样多肽模型中对应的氨基酸残基，鉴定未修饰的epr3a或epr3a样多肽中用于修饰的一个或多个氨基酸残基；和
[0062]
(c)生成未修饰的epr3a或epr3a样多肽，其中未修饰的epr3a或epr3a样多肽的寡糖结合特征中的一个或多个氨基酸残基已经被来自异源epr3a或epr3a样多肽的对应的氨基酸残基替换。
[0063]
16、一种鉴定能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物的方法，包括：
[0064]
a)提供第一多肽，其包括植物的epr3a或epr3a样多肽、epr3a或epr3a样多肽的胞外域、epr3a或epr3a样多肽的m1结构域、epr3a或epr3a样多肽的m2结构域，或者epr3a或epr3a样多肽的lysm3结构域；
[0065]
b)使第一多肽接触包括微生物或由微生物产生的eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物的样品；
[0066]
c)检测由微生物产生的eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物与多肽的结合，其中eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物与多肽的结合指示微生物为能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物；任选地，检测是通过任选地选自下述的功能性试验：(i)检测植物根际或内圈中伯克氏菌和/或根瘤菌的分类群的富集，其中植物根际或内圈中伯克氏菌和/或根瘤菌的分类群的富集指示微生物为能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物；任选地，(ii)检测植物根系统中的结瘤，其中结瘤指示微生物为能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物；和/或(iii)检测植物根系统中的菌根化，其中菌根化指示微生物为能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物，或任选地检测是通过任选地选自下述的直接结合试验：(1)竞争试验，任选地用已知的信号传导糖，或(2)亲和性试验，任选地其中检测的亲和性与对于已知的信号传导糖的亲和性进行比较；和
[0067]
任选地进一步包括：
[0068]
d)如果在步骤(c)中检测到结合，则培养有益共生微生物；和
[0069]
e)将有益共生微生物施加至植物或其部分或施加有益共生微生物，任选地与土壤相容的载体、真菌载体或其中植物正在生长或要生长的生长培养基，任选地土壤混合。
[0070]
17、实施方式16的方法，进一步包括提供第二多肽，其包括步骤(a)中植物的epr3多肽或epr3样多肽、epr3多肽或epr3样多肽的胞外域、epr3多肽或epr3样多肽的m1结构域、epr3多肽或epr3样多肽的m2结构域，或者epr3多肽或epr3样多肽的lysm3结构域，其中第二多肽接触第一多肽。
[0071]
18、一种鉴定能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物的方法，包括：
[0072]
a)提供第一多肽，其包括植物的epr3多肽或epr3样多肽、epr3多肽或epr3样多肽
的胞外域、epr3多肽或epr3样多肽的m1结构域、epr3多肽或epr3样多肽的m2结构域，或者epr3多肽或epr3样多肽的lysm3结构域；
[0073]
b)使第一多肽接触包括微生物或由微生物产生的eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物的样品；
[0074]
c)检测由微生物产生的eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物与多肽的结合，其中eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物与多肽的结合指示微生物为能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物；任选地，检测是通过任选地选自下述的功能性试验：(i)检测植物根际或内圈中伯克氏菌和/或根瘤菌的分类群的富集，其中植物根际或内圈中伯克氏菌和/或根瘤菌的分类群的富集指示微生物为能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物；任选地，(ii)检测植物根系统中的结瘤，其中结瘤指示微生物为能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物；和/或(iii)检测植物根系统中的菌根化，其中菌根化指示微生物为能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物，或任选地检测是通过任选地选自下述的直接结合试验：(1)竞争试验，任选地用已知的信号传导糖，或(2)亲和性试验，任选地其中检测的亲和性与对于已知的信号传导糖的亲和性进行比较；和
[0075]
任选地进一步包括：
[0076]
d)如果在步骤(c)中检测到结合，则培养有益共生微生物；和
[0077]
e)将有益共生微生物施加至植物或其部分或施加有益共生微生物，任选地与土壤相容的载体、真菌载体或其中植物正在生长或要生长的生长培养基，任选地土壤混合。
[0078]
19、实施方式18的方法，进一步包括提供第二多肽，其包括步骤(a)中植物的epr3a或epr3a样多肽、epr3a或epr3a样多肽的胞外域、epr3a或epr3a样多肽的m1结构域、epr3a或epr3a样多肽的m2结构域，或者epr3a或epr3a样多肽的lysm3结构域，其中第二多肽接触第一多肽。
[0079]
20、一种基因改变的植物或其部分，其包括编码异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽的第一核酸序列，其中异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽与在相同条件下的野生型植物相比提供了增加的对于有益共生微生物的选择性。
[0080]
21、实施方式20的基因改变的植物或其部分，其中植物或其部分进一步包括编码异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽的第二核酸序列。
[0081]
22、实施方式20或实施方式21的基因改变的植物或其部分，其中异源epr3多肽或epr3样多肽选自由下述组成的组中：第一多肽，其与seq id no:1[百脉根(bai79269.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第二多肽，其与seq id no:2[鹰嘴豆(xp_004489790.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第三多肽，其与seq id no:3[苜蓿属(xp_003613165.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第四多肽，其与
seq id no:4[大豆(xp_003517716.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第五多肽，其与seq id no:5[菜豆属(xp_007157313.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第六多肽，其与seq id no:6[杨属(xp_002322185.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第七多肽，其与seq id no:7[苹果属(xp_008340354.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第八多肽，其与seq id no:8[葡萄属(xp_002272814.2)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第九多肽，其与seq id no:9[可可属(xp_007036352.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第十多肽，其与seq id no:10[蓖麻(xp_002527912.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第十一多肽，其与seq id no:11[草莓属(xp_004300916.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第十二多肽，其与seq id no:12[玉米(xp_008657477.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第十三多肽，其与seq id no:13[水稻(xp_015628733.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第十四多肽，其与seq id no:14[小麦(cdm80098.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；和第十五多肽，其与seq id no:15[大麦(mloc_5489.2)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性。
[0082]
23、实施方式22的基因改变的植物或其部分，其中异源epr3多肽或epr3样多肽选
自由下述组成的组中：seq id no:1[百脉根(epr3)]、seq id no:2[鹰嘴豆(xp_004489790.1)]、seq id no:3[苜蓿属(xp_003613165.1)]、seq id no:4[大豆(xp_003517716.1)]、seq id no:5[菜豆属(xp_007157313.1)]、seq id no:6[杨属(xp_002322185.1)]、seq id no:7[苹果属(xp_008340354.1)]、seq id no:8[葡萄属(xp_002272814.2)]、seq id no:9[可可属(xp_007036352.1)]、seq id no:10[蓖麻(xp_002527912.1)]、seq id no:11[草莓属(xp_004300916.1)]、seq id no:12[玉米(xp_008657477.1)]、seq id no:13[水稻(xp_015628733.1)]、seq id no:14[小麦(cdm80098.1)]，和seq id no:15[大麦(mloc_5489.2)]。
[0083]
24、实施方式21-23中任一个的基因改变的植物或其部分，其中异源epr3a或epr3a样多肽选自由下述组成的组中：与seq id no:62[百脉根(epr3a)]、seq id no:63、seq id no:64、seq id no:65、seq id no:66、seq id no:67、seq id no:68、seq id no:69、seq id no:70、seq id no:71、seq id no:72、seq id no:73、seq id no:74、seq id no:75、seq id no:76、seq id no:77、seq id no:78、seq id no:79、seq id no:80、seq id no:81、seq id no:82、seq id no:83、seq id no:84、seq id no:85、seq id no:86、seq id no:87、seq id no:88、seq id no:89、seq id no:90、seq id no:91或seq id no:92至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性的多肽。
[0084]
25、实施方式24的基因改变的植物或其部分，其中异源epr3a或epr3a样多肽为seq id no:62[百脉根(epr3a)]、seq id no:63、seq id no:64、seq id no:65、seq id no:66、seq id no:67、seq id no:68、seq id no:69、seq id no:70、seq id no:71、seq id no:72、seq id no:73、seq id no:74、seq id no:75、seq id no:76、seq id no:77、seq id no:78、seq id no:79、seq id no:80、seq id no:81、seq id no:82、seq id no:83、seq id no:84、seq id no:85、seq id no:86、seq id no:87、seq id no:88、seq id no:89、seq id no:90、seq id no:91或seq id no:92。
[0085]
26、实施方式20-25中任一个的基因改变的植物或其部分，其中修饰的epr3多肽或epr3样多肽包括修饰的胞外域，其已经被异源epr3多肽或epr3样多肽的所有或部分胞外域，任选地所有或部分m1结构域、m2结构域、lysm3结构域或所有三个结构域替换。
[0086]
27、实施方式26的基因改变的植物或其部分，其中替换的部分是胞外域或，任选地所有或部分m1结构域、m2结构域、lysm3结构域或所有三个结构域的至少10％、至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、小于10％、小于20％、小于30％、小于40％、小于50％、小于60％、小于70％、小于80％或小于90％。
[0087]
28、实施方式21-25中任一个的基因改变的植物或其部分，其中修饰的epr3a或epr3a样多肽包括修饰的胞外域，其已经被异源epr3a或epr3a样多肽的所有或部分胞外域，任选地所有或部分m1结构域、m2结构域、lysm3结构域或所有三个结构域替换。
[0088]
29、实施方式28的基因改变的植物或其部分，其中替换的部分是胞外域或，任选地所有或部分m1结构域、m2结构域、lysm3结构域或所有三个结构域的至少10％、至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、小于10％、小于20％、小于30％、小于40％、小于50％、小于60％、小于70％、小于80％或小于90％。
[0089]
30、实施方式21-29中任一个的基因改变的植物或其部分，其中异源epr3多肽或epr3样多肽和异源epr3a或epr3a样多肽来自相同的植物物种或相同的植物品种。
[0090]
31、实施方式20-30中任一个的基因改变的植物或其部分，其中异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽的表达允许植物或其部分识别由微生物产生的外泌多糖(eps)、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物。
[0091]
32、实施方式21-31中任一个的基因改变的植物或其部分，其中异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽的表达允许植物或其部分识别由微生物产生的eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物。
[0092]
33、实施方式32的基因改变的植物或其部分，其中异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽的表达以及异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽的表达允许植物或其部分识别由微生物产生的eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物。
[0093]
34、实施方式31-33中任一个的基因改变的植物或其部分，其中微生物为共生细菌，任选地固氮菌或菌根真菌。
[0094]
35、实施方式34的基因改变的植物或其部分，其中固氮菌选自由下述组成的组中：百脉根中生根瘤菌、华癸中生根瘤菌、地中海中慢生根瘤菌、鹰嘴豆中慢生根瘤菌、中慢生根瘤菌物种、蒙古根瘤菌、热带根瘤菌、埃特里菜豆根瘤菌，贾氏根瘤菌、豌豆根瘤菌任选地三叶草型豌豆根瘤菌、蚕豆型豌豆根瘤菌和菜豆型豌豆根瘤菌、伯克氏菌任选地含羞草的共生体、苜蓿中华根瘤菌、sinorhizobium medicae、弗氏中华根瘤菌、弗氏中华根瘤菌ngr234、茎瘤固氮根瘤菌、日本慢生根瘤菌、埃氏慢生根瘤菌、辽参慢生根瘤菌、根瘤菌物种、中慢生根瘤菌物种，中华根瘤菌物种，固氮根瘤菌物种，弗兰克氏菌物种，和其任何组合，或菌根真菌选自由下述组成的组中：无柄孢子科物种、多型孢子菌科物种、巨孢囊霉科物种、平囊霉科物种、管柄囊霉科物种、球囊霉属物种、根真菌物种、硬囊霉物种、有隔球囊霉属物种、近明囊霉属物种、两性球囊霉物种、原囊霉物种，梨形地管囊霉，类球囊霉属物种，球囊菌门中的其他物种，和其任何组合。
[0095]
36、实施方式20-35中任一个的基因改变的植物或其部分，其中异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽定位至植物细胞质膜。
[0096]
37、实施方式21-36中任一个的基因改变的植物或其部分，其中异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽定位至植物细胞质膜。
[0097]
38、实施方式36或实施方式37的基因改变的植物或其部分，其中植物细胞为根细胞。
[0098]
39、实施方式38的基因改变的植物或其部分，其中根细胞为根表皮细胞或根皮质细胞。
[0099]
40、实施方式20-39中任一个的基因改变的植物或其部分，其中异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽在发育的植物根系统中表达。
[0100]
41、实施方式21-40中任一个的基因改变的植物或其部分，其中异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽在发育的植物根系统中表达。
[0101]
42、实施方式20-41中任一个的基因改变的植物或其部分，其中第一核酸序列可操作地连接至第一启动子。
[0102]
43、实施方式42的基因改变的植物或其部分，其中第一启动子为根特异性启动子，并且其中根特异性启动子任选地选自由下述组成的组中：nfr1或nfr5/nfp启动子、epr3或epr3a启动子、莲属植物nfr5启动子、莲属植物nfr1启动子、玉米异构硫因启动子、壳质酶启动子、玉米zrp2启动子、番茄leextl启动子、谷氨酰胺合酶大豆根启动子、rcc3启动子、水稻遗蛋白启动子、lrr受体激酶启动子和拟南芥pco2启动子。
[0103]
44、实施方式42的基因改变的植物或其部分，其中第一启动子为组成型启动子，并且其中组成型启动子任选地选自由下述组成的组中：camv35s启动子、camv35s启动子的衍生物、玉米泛素启动子、三叶草启动子、木薯叶脉花叶病毒启动子和拟南芥ubq10启动子。
[0104]
45、实施方式21-44中任一个的基因改变的植物或其部分，其中第二核酸序列可操作地连接至第二启动子。
[0105]
46、实施方式45的基因改变的植物或其部分，其中第二启动子为根特异性启动子，并且其中根特异性启动子任选地选自由下述组成的组中：nfr1或nfr5/nfp启动子、epr3或epr3a启动子、莲属植物nfr5启动子、莲属植物nfr1启动子、玉米异构硫因启动子、壳质酶启动子、玉米zrp2启动子、番茄leextl启动子、谷氨酰胺合酶大豆根启动子、rcc3启动子、水稻遗蛋白启动子、lrr受体激酶启动子和拟南芥pco2启动子。
[0106]
47、实施方式45的基因改变的植物或其部分，其中第二启动子为组成型启动子，并且其中组成型启动子任选地选自由下述组成的组中：camv35s启动子、camv35s启动子的衍生物、玉米泛素启动子、三叶草启动子、木薯叶脉花叶病毒启动子和拟南芥ubq10启动子。
[0107]
48、实施方式20-47中任一个的基因改变的植物或其部分，其中植物选自由下述组成的组中：木薯、玉米、豇豆、水稻、大麦、小麦、山黄麻属物种、苹果、梨、李子、杏、桃、扁桃、胡桃、草莓、树莓、黑莓、红醋栗、黑醋栗、甜瓜、黄瓜、南瓜、倭瓜、葡萄、番茄、辣椒和大麻。
[0108]
49、实施方式20-48的任一个的基因改变的植物部分，其中植物部分为叶子、茎、根、根原基、花、种子、果实、果仁、谷粒、细胞或其部分。
[0109]
50、实施方式49的基因改变的植物部分，其中植物部分为果实、果仁或谷粒。
[0110]
51、一种实施方式20-48的任一个的基因改变的植物的花粉粒或胚珠。
[0111]
52、一种由实施方式20-48的任一个的植物产生的原生质体。
[0112]
53、一种由来自实施方式20-48的任一个的植物的原生质体或细胞产生的组织培养物，其中细胞或原生质体产生自选自由下述组成的组中的植物部分：叶子、花药、雌蕊、茎、叶柄、根、根原基、根尖、果实、种子、花、子叶、下胚轴、胚芽和分生组织细胞。
[0113]
54、一种产生实施方式20-48的任一个的基因改变的植物的方法，包括将基因变化引入至包括编码异源epr3多肽或epr3样多肽的第一核酸序列的植物。
[0114]
55、实施方式54的方法，其中第一核酸序列可操作地连接至第一启动子。
[0115]
56、实施方式55的方法，其中第一启动子为根特异性启动子，并且其中根特异性启动子任选地选自由下述组成的组中：nfr1或nfr5/nfp启动子、epr3或epr3a启动子、莲属植物nfr5启动子、莲属植物nfr1启动子、玉米异构硫因启动子、壳质酶启动子、玉米zrp2启动子、番茄leextl启动子、谷氨酰胺合酶大豆根启动子、rcc3启动子、水稻遗蛋白启动子、lrr受体激酶启动子和拟南芥pco2启动子。
[0116]
57、实施方式55的方法，其中第一启动子为组成型启动子，并且其中组成型启动子任选地选自由下述组成的组中：camv35s启动子、camv35s启动子的衍生物、玉米泛素启动
子、三叶草启动子、木薯叶脉花叶病毒启动子和拟南芥ubq10启动子。
[0117]
58、实施方式54-57的任一个的方法，进一步包括将基因变化引入至包括编码异源epr3a或epr3a样多肽的第二核酸序列的植物。
[0118]
59、实施方式58的方法，其中第二核酸序列可操作地连接至第二启动子。
[0119]
60、实施方式59的方法，其中第二启动子为根特异性启动子，并且其中根特异性启动子任选地选自由下述组成的组中：nfr1或nfr5/nfp启动子、epr3或epr3a启动子、莲属植物nfr5启动子、莲属植物nfr1启动子、玉米异构硫因启动子、壳质酶启动子、玉米zrp2启动子、番茄leextl启动子、谷氨酰胺合酶大豆根启动子、rcc3启动子、水稻遗蛋白启动子、lrr受体激酶启动子和拟南芥pco2启动子。
[0120]
61、实施方式59的方法，其中第二启动子为组成型启动子，并且其中组成型启动子任选地选自由下述组成的组中：camv35s启动子、camv35s启动子的衍生物、玉米泛素启动子、三叶草启动子、木薯叶脉花叶病毒启动子和拟南芥ubq10启动子。
[0121]
62、实施方式54-61的任一个的方法，其中第一核酸序列被插入至植物的基因组，以便核酸序列可操作地连接至第一内源启动子。
[0122]
63、实施方式62的方法，其中第一内源启动子为根特异性启动子。
[0123]
64、实施方式58-63的任一个的方法，其中第二核酸序列被插入至植物的基因组，以便核酸序列可操作地连接至第二内源启动子。
[0124]
65、实施方式64的方法，其中第二内源启动子为根特异性启动子。
[0125]
66、产生实施方式26-65的任一个的基因改变的植物的方法，包括基因编辑编码植物中的内源lysm受体多肽的基因，以包括修饰的胞外域。
[0126]
67、实施方式66的方法，其中内源lysm受体多肽为内源epr3多肽或epr3样多肽。
[0127]
68、实施方式66或实施方式67的方法，其中通过如下生成修饰的epr3多肽或epr3样多肽：
[0128]
(a)提供异源epr3多肽或epr3样多肽模型，包括对于有益共生微生物具有选择性的异源epr3多肽或epr3样多肽和未修饰的epr3多肽或epr3样多肽的m1结构域、m2结构域、lysm3结构域、其任何组合，或胞外域的结构模型、分子模型、表面特点模型和/或静电势模型；
[0129]
(b)通过比较未修饰的epr3多肽或epr3样多肽中的寡糖结合特征的氨基酸残基与异源epr3多肽或epr3样多肽模型中对应的氨基酸残基，鉴定未修饰的epr3多肽或epr3样多肽中用于修饰的一个或多个氨基酸残基；和
[0130]
(c)生成未修饰的epr3多肽或epr3样多肽，其中未修饰的epr3多肽或epr3样多肽的寡糖结合特征中的一个或多个氨基酸残基已经被来自异源epr3多肽或epr3样多肽的对应的氨基酸残基替换。
[0131]
69、实施方式68的方法，其中异源epr3多肽或epr3样多肽模型为蛋白质晶体结构、分子模型、冷冻电镜结构或nmr结构。
[0132]
70、实施方式66的方法，其中内源lysm受体多肽为内源epr3a或epr3a样多肽。
[0133]
71、实施方式70的方法，其中通过如下生成修饰的epr3a或epr3a样多肽：
[0134]
(a)提供异源epr3a或epr3a样多肽模型，包括对于有益共生微生物具有选择性的异源epr3a或epr3a样多肽和未修饰的epr3a或epr3a样多肽的m1结构域、m2结构域、lysm3结
构域、其任何组合，或胞外域的结构模型、分子模型、表面特点模型和/或静电势模型；
[0135]
(b)通过比较未修饰的epr3a或epr3a样多肽中寡糖结合特征的氨基酸残基与异源epr3a或epr3a样多肽模型中对应的氨基酸残基，鉴定未修饰的epr3a或epr3a样多肽中用于修饰的一个或多个氨基酸残基；和
[0136]
(c)生成未修饰的epr3a或epr3a样多肽，其中未修饰的epr3a或epr3a样多肽的寡糖结合特征中的一个或多个氨基酸残基已经被来自异源epr3a或epr3a样多肽的对应的氨基酸残基替换。
[0137]
72、实施方式71的方法，其中异源epr3a或epr3a样多肽模型为蛋白质晶体结构、分子模型、冷冻电镜结构或nmr结构。
[0138]
73、一种由实施方式54-72的任一个的方法产生的植物或其部分。
[0139]
74、一种基因改变的植物或其部分，其包括编码异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽的第一核酸序列，其中异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽与在相同条件下的野生型植物相比提供了增加的用于有益共生微生物的选择性。
[0140]
75、实施方式74的基因改变的植物或其部分，其中植物或其部分进一步包括编码异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽的第二核酸序列。
[0141]
76、实施方式74或实施方式75的基因改变的植物或其部分，其中异源epr3a或epr3a样多肽选自由下述组成的组中：与seq id no:62[百脉根(epr3a)]、seq id no:63、seq id no:64、seq id no:65、seq id no:66、seq id no:67、seq id no:68、seq id no:69、seq id no:70、seq id no:71、seq id no:72、seq id no:73、seq id no:74、seq id no:75、seq id no:76、seq id no:77、seq id no:78、seq id no:79、seq id no:80、seq id no:81、seq id no:82、seq id no:83、seq id no:84、seq id no:85、seq id no:86、seq id no:87、seq id no:88、seq id no:89、seq id no:90、seq id no:91或seq id no:92至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性的多肽。
[0142]
77、实施方式76的基因改变的植物或其部分，其中异源epr3a或epr3a样多肽为seq id no:62[百脉根(epr3a)]、seq id no:63、seq id no:64、seq id no:65、seq id no:66、seq id no:67、seq id no:68、seq id no:69、seq id no:70、seq id no:71、seq id no:72、seq id no:73、seq id no:74、seq id no:75、seq id no:76、seq id no:77、seq id no:78、seq id no:79、seq id no:80、seq id no:81、seq id no:82、seq id no:83、seq id no:84、seq id no:85、seq id no:86、seq id no:87、seq id no:88、seq id no:89、seq id no:90、seq id no:91或seq id no:92。
[0143]
78、实施方式75-77中任一个的基因改变的植物或其部分，其中异源epr3多肽或epr3样多肽选自由下述组成的组中：第一多肽，其与seq id no:1[百脉根(bai79269.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第二多肽，其与seq id no:2[鹰嘴豆(xp_004489790.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少
85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第三多肽，其与seq id no:3[苜蓿属(xp_003613165.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第四多肽，其与seq id no:4[大豆(xp_003517716.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第五多肽，其与seq id no:5[菜豆属(xp_007157313.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第六多肽，其与seq id no:6[杨属(xp_002322185.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第七多肽，其与seq id no:7[苹果属(xp_008340354.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第八多肽，其与seq id no:8[葡萄属(xp_002272814.2)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第九多肽，其与seq id no:9[可可属(xp_007036352.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第十多肽，其与seq id no:10[蓖麻(xp_002527912.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第十一多肽，其与seq id no:11[草莓属(xp_004300916.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第十二多肽，其与seq id no:12[玉米(xp_008657477.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第十三多肽，其与seq id no:13[水稻(xp_015628733.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第十四多肽，其与seq id no:14[小麦(cdm80098.1)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％
序列同一性或至少99％序列同一性；和第十五多肽，其与seq id no:15[大麦(mloc_5489.2)]至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性。
[0144]
79、实施方式78的基因改变的植物或其部分，其中异源epr3多肽或epr3样多肽选自由下述组成的组中：seq id no:1[百脉根(epr3)]、seq id no:2[鹰嘴豆(xp_004489790.1)]、seq id no:3[苜蓿属(xp_003613165.1)]、seq id no:4[大豆(xp_003517716.1)]、seq id no:5[菜豆属(xp_007157313.1)]、seq id no:6[杨属(xp_002322185.1)]、seq id no:7[苹果属(xp_008340354.1)]、seq id no:8[葡萄属(xp_002272814.2)]、seq id no:9[可可属(xp_007036352.1)]、seq id no:10[蓖麻(xp_002527912.1)]、seq id no:11[草莓属(xp_004300916.1)]、seq id no:12[玉米(xp_008657477.1)]、seq id no:13[水稻(xp_015628733.1)]、seq id no:14[小麦(cdm80098.1)]，和seq id no:15[大麦(mloc_5489.2)]。
[0145]
80、实施方式74-79中任一个的基因改变的植物或其部分，其中修饰的epr3a或epr3a样多肽包括修饰的胞外域，其已经被异源epr3a或epr3a样多肽的所有或部分胞外域，任选地所有或部分m1结构域、m2结构域、lysm3结构域或所有三个结构域替换。
[0146]
81、实施方式80的基因改变的植物或其部分，其中替换的部分是胞外域或，任选地所有或部分m1结构域、m2结构域、lysm3结构域或所有三个结构域的至少10％、至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、小于10％、小于20％、小于30％、小于40％、小于50％、小于60％、小于70％、小于80％或小于90％。
[0147]
82、实施方式75-81中任一个的基因改变的植物或其部分，其中修饰的epr3多肽或epr3样多肽包括修饰的胞外域，其已经被异源epr3多肽或epr3样多肽的所有或部分胞外域，任选地所有或部分m1结构域、m2结构域、lysm3结构域或所有三个结构域替换。
[0148]
83、实施方式82的基因改变的植物或其部分，其中替换的部分是胞外域或，任选地所有或部分m1结构域、m2结构域、lysm3结构域或所有三个结构域的至少10％、至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、小于10％、小于20％、小于30％、小于40％、小于50％、小于60％、小于70％、小于80％或小于90％。
[0149]
84、实施方式75-83中任一个的基因改变的植物或其部分，其中异源epr3a或epr3a样多肽和异源epr3多肽或epr3样多肽来自相同的植物物种或相同的植物品种。
[0150]
85、实施方式74-84中任一个的基因改变的植物或其部分，其中异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽的表达允许植物或其部分识别由微生物产生的eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物。
[0151]
86、实施方式75-85中任一个的基因改变的植物或其部分，其中异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽的表达允许植物或其部分识别由微生物产生的eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物。
[0152]
87、实施方式86的基因改变的植物或其部分，其中异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽的表达和异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽的表达允许植物或其部分识别由微生物产生的eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物。
[0153]
88、实施方式85-87中任一个的基因改变的植物或其部分，其中微生物为共生细菌，任选地固氮菌或菌根真菌。
[0154]
89、实施方式88的基因改变的植物或其部分，其中固氮菌选自由下述组成的组中：百脉根中生根瘤菌、华癸中生根瘤菌、地中海中慢生根瘤菌、鹰嘴豆中慢生根瘤菌、中慢生根瘤菌物种、蒙古根瘤菌、热带根瘤菌、埃特里菜豆根瘤菌，贾氏根瘤菌、豌豆根瘤菌任选地三叶草型豌豆根瘤菌、蚕豆型豌豆根瘤菌和菜豆型豌豆根瘤菌、伯克氏菌任选地含羞草的共生体、苜蓿中华根瘤菌、sinorhizobium medicae、弗氏中华根瘤菌、弗氏中华根瘤菌ngr234、茎瘤固氮根瘤菌、日本慢生根瘤菌、埃氏慢生根瘤菌、辽参慢生根瘤菌、根瘤菌物种、中慢生根瘤菌物种，中华根瘤菌物种，固氮根瘤菌物种，弗兰克氏菌物种，和其任何组合，或菌根真菌选自由下述组成的组中：无柄孢子科物种、多型孢子菌科物种、巨孢囊霉科物种、平囊霉科物种、管柄囊霉科物种、球囊霉属物种、根真菌物种、硬囊霉物种、有隔球囊霉属物种、近明囊霉属物种、两性球囊霉物种、原囊霉物种，梨形地管囊霉，类球囊霉属物种，球囊菌门中的其他物种，和其任何组合。
[0155]
90、实施方式74-89中任一个的基因改变的植物或其部分，其中异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽定位至植物细胞质膜。
[0156]
91、实施方式75-90中任一个的基因改变的植物或其部分，其中异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽定位至植物细胞质膜。
[0157]
92、实施方式90或实施方式91的基因改变的植物或其部分，其中植物细胞为根细胞。
[0158]
93、实施方式92的基因改变的植物或其部分，其中根细胞为根表皮细胞或根皮质细胞。
[0159]
94、实施方式74-93中任一个的基因改变的植物或其部分，其中异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽在发育的植物根系统中表达。
[0160]
95、实施方式75-94中任一个的基因改变的植物或其部分，其中异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽在发育的植物根系统中表达。
[0161]
96、实施方式74-95中任一个的基因改变的植物或其部分，其中第一核酸序列可操作地连接至第一启动子。
[0162]
97、实施方式96的基因改变的植物或其部分，其中第一启动子为根特异性启动子，并且其中根特异性启动子任选地选自由下述组成的组中：nfr1或nfr5/nfp启动子、epr3或epr3a启动子、莲属植物nfr5启动子、莲属植物nfr1启动子、玉米异构硫因启动子、壳质酶启动子、玉米zrp2启动子、番茄leextl启动子、谷氨酰胺合酶大豆根启动子、rcc3启动子、水稻遗蛋白启动子、lrr受体激酶启动子和拟南芥pco2启动子。
[0163]
98、实施方式96的基因改变的植物或其部分，其中第一启动子为组成型启动子，并且其中组成型启动子任选地选自由下述组成的组中：camv35s启动子、camv35s启动子的衍生物、玉米泛素启动子、三叶草启动子、木薯叶脉花叶病毒启动子和拟南芥ubq10启动子。
[0164]
99、实施方式75-98中任一个的基因改变的植物或其部分，其中第二核酸序列可操作地连接至第二启动子。
[0165]
100、实施方式99的基因改变的植物或其部分，其中第二启动子为根特异性启动子，并且其中根特异性启动子任选地选自由下述组成的组中：nfr1或nfr5/nfp启动子、epr3
或epr3a启动子、莲属植物nfr5启动子、莲属植物nfr1启动子、玉米异构硫因启动子、壳质酶启动子、玉米zrp2启动子、番茄leextl启动子、谷氨酰胺合酶大豆根启动子、rcc3启动子、水稻遗蛋白启动子、lrr受体激酶启动子和拟南芥pco2启动子。
[0166]
101、实施方式99的基因改变的植物或其部分，其中第二启动子为组成型启动子，并且其中组成型启动子任选地选自由下述组成的组中：camv35s启动子、camv35s启动子的衍生物、玉米泛素启动子、三叶草启动子、木薯叶脉花叶病毒启动子和拟南芥ubq10启动子。
[0167]
102、实施方式74-101中任一个的基因改变的植物或其部分，其中植物选自由下述组成的组中：木薯、玉米、豇豆、水稻、大麦、小麦、山黄麻属物种、苹果、梨、李子、杏、桃、扁桃、胡桃、草莓、树莓、黑莓、红醋栗、黑醋栗、甜瓜、黄瓜、南瓜、倭瓜、葡萄、番茄、辣椒和大麻。
[0168]
103、实施方式74-102的任一个的基因改变的植物部分，其中植物部分为叶子、茎、根、根原基、花、种子、果实、果仁、谷粒、细胞或其部分。
[0169]
104、实施方式103的基因改变的植物部分，其中部分为果实、果仁或谷粒。
[0170]
105、一种实施方式74-101的任一个的基因改变的植物的花粉粒或胚珠。
[0171]
106、一种由实施方式74-101的任一个的植物产生的原生质体。
[0172]
107、一种由来自实施方式74-101的任一个的植物的原生质体或细胞产生的组织培养物，其中细胞或原生质体产生自选自由下述组成的组中的植物部分：叶子、花药、雌蕊、茎、叶柄、根、根原基、根尖、果实、种子、花、子叶、下胚轴、胚芽和分生组织细胞。
[0173]
108、一种产生实施方式74-101的任一个的基因改变的植物的方法，包括将基因变化引入至包括编码异源epr3a或epr3a样多肽的第一核酸序列的植物。
[0174]
109、实施方式108的方法，其中第一核酸序列可操作地连接至第一启动子。
[0175]
110、实施方式109的方法，其中第一启动子为根特异性启动子，并且其中根特异性启动子任选地选自由下述组成的组中：nfr1或nfr5/nfp启动子、epr3或epr3a启动子、莲属植物nfr5启动子、莲属植物nfr1启动子、玉米异构硫因启动子、壳质酶启动子、玉米zrp2启动子、番茄leextl启动子、谷氨酰胺合酶大豆根启动子、rcc3启动子、水稻遗蛋白启动子、lrr受体激酶启动子和拟南芥pco2启动子。
[0176]
111、实施方式109的方法，其中第一启动子为组成型启动子，并且其中组成型启动子任选地选自由下述组成的组中：camv35s启动子、camv35s启动子的衍生物、玉米泛素启动子、三叶草启动子、木薯叶脉花叶病毒启动子和拟南芥ubq10启动子。
[0177]
112、实施方式75-111的任一个的方法，进一步包括将基因变化引入至包括编码异源epr3多肽或epr3样多肽的第二核酸序列的植物。
[0178]
113、实施方式112的方法，其中第二核酸序列可操作地连接至第二启动子。
[0179]
114、实施方式113的方法，其中第二启动子为根特异性启动子，并且其中根特异性启动子任选地选自由下述组成的组中：nfr1或nfr5/nfp启动子、epr3或epr3a启动子、莲属植物nfr5启动子、莲属植物nfr1启动子、玉米异构硫因启动子、壳质酶启动子、玉米zrp2启动子、番茄leextl启动子、谷氨酰胺合酶大豆根启动子、rcc3启动子、水稻遗蛋白启动子、lrr受体激酶启动子和拟南芥pco2启动子。
[0180]
115、实施方式113的方法，其中第二启动子为组成型启动子，并且其中组成型启动子任选地选自由下述组成的组中：camv35s启动子、camv35s启动子的衍生物、玉米泛素启动
子、三叶草启动子、木薯叶脉花叶病毒启动子和拟南芥ubq10启动子。
[0181]
116、实施方式108-115的任一个的方法，其中第一核酸序列被插入植物的基因组，以便核酸序列可操作地连接至第一内源启动子。
[0182]
117、实施方式116的方法，其中第一内源启动子为根特异性启动子。
[0183]
118、实施方式112-117的任一个的方法，其中第二核酸序列别插入植物的基因组，以便核酸序列可操作地连接至第二内源启动子。
[0184]
119、实施方式118的方法，其中第二内源启动子为根特异性启动子。
[0185]
120、一种产生实施方式80-119的任一个的基因改变的植物的方法，包括基因编辑编码植物中的内源lysm受体多肽的基因，以包括修饰的胞外域。
[0186]
121、实施方式120的方法，其中内源lysm受体多肽为内源epr3a或epr3a样多肽。
[0187]
122、实施方式120或实施方式121的方法，其中通过如下生成修饰的epr3a或epr3a样多肽：
[0188]
(a)提供异源epr3a或epr3a样多肽模型，包括对于有益共生微生物具有选择性的异源epr3a或epr3a样多肽和未修饰的epr3a或epr3a样多肽的m1结构域、m2结构域、lysm3结构域、其任何组合，或胞外域的结构模型、分子模型、表面特点模型和/或静电势模型；
[0189]
(b)通过比较未修饰的epr3a或epr3a样多肽中寡糖结合特征的氨基酸残基与异源epr3a或epr3a样多肽模型中对应的氨基酸残基，鉴定未修饰的epra3多肽中用于修饰的一个或多个氨基酸残基；和
[0190]
(c)生成未修饰的epr3a或epr3a样多肽，其中未修饰的epr3a或epr3a样多肽的寡糖结合特征中的一个或多个氨基酸残基已经被来自异源epr3a或epr3a样多肽的对应的氨基酸残基替换。
[0191]
123、实施方式122的方法，其中异源epr3a或epr3a样多肽模型为蛋白质晶体结构、分子模型、冷冻电镜结构和nmr结构。
[0192]
124、实施方式120的方法，其中内源lysm受体多肽为内源epr3多肽或epr3样多肽。
[0193]
125、实施方式124的方法，其中通过如下生成修饰的epr3多肽或epr3样多肽：
[0194]
(a)提供异源epr3多肽或epr3样多肽模型，包括对于有益共生微生物具有选择性的异源epr3多肽或epr3样多肽和未修饰的epr3多肽或epr3样多肽的m1结构域、m2结构域、lysm3结构域、其任何组合，或胞外域的结构模型、分子模型、表面特点模型和/或静电势模型；
[0195]
(b)通过比较未修饰的epr3多肽或epr3样多肽中的寡糖结合特征的氨基酸残基与异源epr3多肽或epr3样多肽模型中对应的氨基酸残基，鉴定未修饰的epr3多肽或epr3样多肽中用于修饰的一个或多个氨基酸残基；和
[0196]
(c)生成未修饰的epr3多肽或epr3样多肽，其中未修饰的epr3多肽或epr3样多肽的寡糖结合特征中的一个或多个氨基酸残基已经被来自异源epr3多肽或epr3样多肽的对应的氨基酸残基替换。
[0197]
126、实施方式125的方法，其中异源epr3多肽或epr3样多肽模型为蛋白质晶体结构、分子模型、冷冻电镜结构和nmr结构。
[0198]
127、一种由实施方式108-126的任一个的方法产生的植物或其部分。
[0199]
128、一种鉴定能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物的方法，包括：
[0200]
a)提供第一多肽，其包括植物的epr3多肽或epr3样多肽、epr3多肽或epr3样多肽的胞外域、epr3多肽或epr3样多肽的m1结构域、epr3多肽或epr3样多肽的m2结构域，或者epr3多肽或epr3样多肽的lysm3结构域；
[0201]
b)使第一多肽接触包括微生物或由微生物产生的eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物的样品；和
[0202]
c)检测由微生物产生的eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物与多肽的结合，其中eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物与多肽的结合指示微生物为能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物；任选地，检测是通过任选地选自下述的功能性试验：(i)检测植物根际或内圈中伯克氏菌和/或根瘤菌的分类群的富集，其中植物根际或内圈中伯克氏菌和/或根瘤菌的分类群的富集指示微生物为能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物；任选地，(ii)检测植物根系统中的结瘤，其中结瘤指示微生物为能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物；和/或(iii)检测植物根系统中的菌根化，其中菌根化指示微生物为能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物，或任选地检测是通过任选地选自下述的直接结合试验：(1)竞争试验，任选地用已知的信号传导糖，或(2)亲和性试验，任选地其中检测的亲和性与对于已知的信号传导糖的亲和性进行比较。
[0203]
129、实施方式128的方法，进一步包括提供第二多肽，其包括步骤(a)中植物的epr3a或epr3a样多肽、epr3a或epr3a样多肽的胞外域、epr3a或epr3a样多肽的m1结构域、epr3a或epr3a样多肽的m2结构域，或者epr3a或epr3a样多肽的lysm3结构域，其中第二多肽接触第一多肽。
[0204]
130、实施方式128或实施方式129的方法，进一步包括步骤(d)如果在步骤(c)中检测到结合，则培养有益共生微生物。
[0205]
131、实施方式130的方法，进一步包括步骤(e)将有益共生微生物施加至植物或其部分。
[0206]
132、实施方式131的方法，其中植物部分为植物繁殖材料，任选地种子、块茎或小植株，并且将有益共生微生物施加至植物繁殖材料，任选地施加至种子作为种皮的一部分、施加至块茎，或施加至小植株的根。
[0207]
133、实施方式131的方法，其中植物部分为植物营养材料或繁殖材料，任选地根、嫩芽、茎、花粉粒或胚珠，并且将有益共生微生物施加至植物营养材料或植物的繁殖材料，任选地作为包衣、溶液或粉末的一部分。
[0208]
134、实施方式130的方法，进一步包括步骤(e)施加有益共生微生物，任选地与土壤相容的载体、真菌载体或其中植物正在生长或要生长的生长培养基，任选地土壤混合。
[0209]
135、实施方式128-134的任一个的方法，其中有益共生微生物为共生细菌，任选地固氮菌或菌根真菌。
[0210]
136、一种鉴定能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物的方法，包括：
[0211]
a)提供第一多肽，其包括植物的epr3a或epr3a样多肽、epr3a或epr3a样多肽的胞外域、epr3a或epr3a样多肽的m1结构域、epr3a或epr3a样多肽的m2结构域，或者epr3a或epr3a样多肽的lysm3结构域；
[0212]
b)使第一多肽接触包括微生物或由微生物产生的eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物的样品；和
[0213]
c)检测由微生物产生的eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物与多肽的结合，其中eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物与多肽的结合指示微生物为能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物；任选地，检测是通过任选地选自下述的功能性试验：(i)检测植物根际或内圈中伯克氏菌和/或根瘤菌的分类群的富集，其中植物根际或内圈中伯克氏菌和/或根瘤菌的分类群的富集指示微生物为能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物；任选地，(ii)检测植物根系统中的结瘤，其中结瘤指示微生物为能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物；和/或(iii)检测植物根系统中的菌根化，其中菌根化指示微生物为能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物，或任选地检测是通过任选地选自下述的直接结合试验：(1)竞争试验，任选地用已知的信号传导糖，或(2)亲和性试验，任选地其中检测的亲和性与对于已知的信号传导糖的亲和性进行比较。
[0214]
137、实施方式136的方法，进一步包括提供第二多肽，其包括步骤(a)中植物的epr3多肽或epr3样多肽、epr3多肽或epr3样多肽的胞外域、epr3多肽或epr3样多肽的m1结构域、epr3多肽或epr3样多肽的m2结构域，或者epr3多肽或epr3样多肽的lysm3结构域，其中第二多肽接触第一多肽。
[0215]
138、实施方式136或实施方式137的方法，进一步包括步骤(d)如果在步骤(c)中检测到结合，则培养有益共生微生物。
[0216]
139、实施方式138的方法，进一步包括步骤(e)将有益共生微生物施加至植物或其部分。
[0217]
140、实施方式139的方法，其中植物部分为植物繁殖材料，任选地种子、块茎或小植株，并且将有益共生微生物施加至植物繁殖材料，任选地施加至种子作为种皮的一部分、施加至块茎，或施加至小植株的根。
[0218]
141、实施方式139的方法，其中植物部分为植物营养材料或繁殖材料，任选地根、嫩芽、茎、花粉粒或胚珠，并且将有益共生微生物施加至植物营养材料或植物的繁殖材料，任选地作为包衣、溶液或粉末的一部分。
[0219]
142、实施方式138的方法，进一步包括步骤(e)施加有益共生微生物，任选地与土壤相容的载体、真菌载体或其中植物正在生长或要生长的生长培养基，任选地土壤混合。
[0220]
143、实施方式136-142的任一个的方法，其中有益共生微生物为共生细菌，任选地固氮菌或菌根真菌。
附图说明
[0221]
专利或申请文件含有至少一幅彩色附图。专利局将根据请求和支付必要的费用而将提供带有彩色附图的该专利或专利申请公开的副本。
[0222]
图1a-图1d显示epr3胞外域(ed)-nb186复合物的纯化和epr3 ed-nb186复合物的晶体结构。图1a显示了epr3 ed(epr3；亮灰色)，nb186(深灰色)，和epr3 ed-nb186复合物(epr3-nb186；灰色)的凝胶过滤试验(run)的叠加(overlay)(x-轴显示以ml计的洗脱体积；y-轴显示在280nm(mau)下的吸光度(abs.))。图1b显示了用于结晶的epr3 ed-nb186复合物的sds-page，其中对应于epr3 ed(epr3)和nb186的条带标记在右侧，并且蛋白质条带的分子量以千道尔顿(kda)计提供在左侧。图1c显示了单个epr3 ed-nb186晶体的代表性图像。图1d显示了在两个视图中的epr3 ed-nb186复合物的晶体结构(右视图相对于左视图旋转
90
°
)，其中nb186着色为深灰色(标记了n-末端(n)和c-末端(c))和epr3 ed着色为亮灰色中的阴影(标记了n-末端(n)，m1结构域(m1；灰色)，m2结构域(m2；亮灰色)，lysm3结构域(lysm3；亮灰色)，和c-末端(c))。
[0223]
图2a-图2d显示了epr3 ed的晶体结构。图2a显示了两个视图中的epr3 ed晶体结构的动画表示(右视图相对于左视图旋转90
°
)，其中不同着色的结构域(m1呈灰色；m2呈亮灰色；并且lysm3呈亮灰色)具有指示n末端和c末端、二级结构(m1α-螺旋编码为α1，m1β-折叠编码为β1、β2和β3；m2α-螺旋编码为α2，m2β-折叠编码为β4和β5；lysm3α-螺旋编码为α3和α4，并且lysm3β-折叠编码为β6和β7)的标记，并且二硫键由箭头和对应的连接残基(c98-c155、c47-c100和c54-c157)指示。图2b显示了epr3 ed碳水化合物-结合结构域m1，其中标记指示n末端和c末端以及二级结构(α1、β1、β2和β3)(顶部)；和m1，其中标记指示叠加至着色为亮灰色的cerk6(pdb-5ls2)中对应的lysm1结构域的n末端和c末端(底部)。图2c显示了epr3 ed碳水化合物-结合模块m2，其中标记指示n末端和c末端以及二级结构(α2、β4和β5)(顶部)；和m2，其中标记指示叠加至着色为亮灰色的cerk6(pdb-5ls2)中对应的lysm2结构域的n末端和c末端(底部)。图2d显示了epr3 ed碳水化合物-结合模块lysm3，其中标记指示n末端和c末端以及二级结构(α3、α4、β6和β7)(顶部)；和lysm3，其中标记指示叠加至着色为亮灰色的cerk6(pdb-5ls2)中对应的lysm3结构域的n末端和c末端(底部)。
[0224]
图3a-图3f显示了epr3 ed和epr4同源物比对标识的茎区的小角x-射线散射(saxs)分析。图3a显示了模型拟合的epr3 ed saxs散射曲线(χ2＝1.093；x-轴为y-轴为log(i))。图3b显示了epr3ed saxs纪尼厄图(guinier plot)。图3c显示了epr3 ed saxs配对距离分布(p(r))图，d
max
为图3d显示了epr3ed晶体结构对接至显示延伸茎样结构的saxs包膜。总体维度显示为埃(茎样结构的saxs包膜。总体维度显示为埃()。图3e显示了epr3受体的模型，其中epr3ed的茎结构使epr3 ed位于与质膜(pm)一定的距离，并且将epr3 ed连接至跨膜结构域(pm中的灰色条)和胞内激酶结构域(激酶；灰色椭圆)。图3f显示了epr3同源物的茎区与下面显示的百脉根epr3的茎区的序列(seq id no:188)的比对标识。
[0225]
图4a-图4c显示了来自双子叶植物(豆科植物和非豆科植物)和单子叶植物物种百脉根(bai79269.1)、鹰嘴豆(cicer arietinum)(鹰嘴豆；xp_004489790.1)、蒺藜状苜蓿(medicago truncatula)(xp_003613165.1)、大豆(glycine max)(大豆xp_003517716.1)、四季豆(phaseolus vulgaris)(xp_007157313.1)、毛果杨(populus trichocarpa)(xp_002322185.1)、苹果(malus domestica)(xp_008340354.1)、葡萄(vitis vinifera)(xp_002272814.2)、可可(theobroma cacao)(xp_007036352.1)、蓖麻(ricinus communis)(xp_002527912.1)、野草莓亚种vesca(xp_004300916.1)、玉米(zea mays)(玉米；xp_008657477.1)、亚洲栽培稻(oryza sativa)japonica组(大米；xp_015628733.1)、普通小麦(triticum aestivum)(小麦；cdm80098.1)和大麦(hordeum vulgare)(大麦；mloc_5489.2)中的epr3同源物的epr3 ed m1、m2和lysm3结构域的序列比对。图4a显示了epr3 ed同源物的序列比对，显示了m1结构域(βαββ折叠)的保守二级结构布置。以灰色强调β-折叠“β1”，文字为深灰色，以灰色强调α-螺旋“α1”，文字为深灰色，以亮灰色强调β-折叠“β2”，文字为灰色，以灰色强调β折叠“β3”，文字为深灰色，并且以深灰色强调保守半胱氨酸残基，文字为黑
色(莲属植物＝seq id no:16，鹰嘴豆＝seq id no:17，苜蓿属＝seq id no:18，大豆＝seq id no:19，菜豆属＝seq id no:20，杨属＝seq id no:21，苹果属＝seq id no:22，葡萄属＝seq id no:23，可可属＝seq id no:24，蓖麻＝seq id no:25，草莓属＝seq id no:26，玉米＝seq id no:27，水稻＝seq id no:28，小麦＝seq id no:29，大麦＝seq id no:30；共有＝seq id no:189)。图4b显示了epr3 ed同源物的序列比对，显示m2结构域(βαβ折叠)的保守二级结构布置。以亮灰色强调β-折叠“β4”和“β5”，文字为灰色，以亮灰色强调α-螺旋“α2”，文字为灰色，并且以深灰色强调保守半胱氨酸残基，文字为黑色(莲属植物＝seq id no:31，鹰嘴豆＝seq id no:32，苜蓿属＝seq id no:33，大豆＝seq id no:34，菜豆属＝seq id no:35，杨属＝seq id no:36，苹果属＝seq id no:37，葡萄属＝seq id no:38，可可属＝seq id no:39，蓖麻＝seq id no:40，草莓属＝seq id no:41，玉米＝seq id no:42，水稻＝seq id no:43，小麦＝seq id no:44，大麦＝seq id no:45；共有＝seq id no:190)。图4c显示了epr3 ed同源物的序列比对，显示lysm3结构域(βααβ折叠)的保守二级结构布置。以亮灰色强调β-折叠“β6”和“β7”，文字为灰色，并且以亮灰色强调α-螺旋“α3”和“α4”，文字为深灰色(莲属植物＝seq id no:46，鹰嘴豆＝seq id no:47，苜蓿属＝seq id no:48，大豆＝seq id no:49，菜豆属＝seq id no:50，杨属＝seq id no:51，苹果属＝seq id no:52，葡萄属＝seq id no:53，可可属＝seq id no:54，蓖麻＝seq id no:55，草莓属＝seq id no:56，玉米＝seq id no:57，水稻＝seq id no:58，小麦＝seq id no:59，大麦＝seq id no:60；共有＝seq id no:191)。
[0226]
图5a-图5c显示了来自epr3同源物的m1结构域的结构建模。图5a显示了来自受体同源物的epr3 m1结构域的从头开始(ab-initio)模型，揭示了保守βαββ结构。基于这些建模的m1结构域的叠加与epr3 ed m1结构域的晶体结构的分子拟合(原子位置的均方根偏差，指示为rmsd值)表示为(埃)。标记了结构域的n末端和c末端。图5b显示了m1结构域的百脉根epr3 ed晶体结构(莲属植物epr3 m1-晶体结构；左)和百脉根epr3 ed m1的从头开始原子-水平力场模型(莲属植物epr3 m1-建模的；右)的并排比较。标记了组成m1结构域的βαββ折叠的β-折叠和α-螺旋二级结构(α1、β1、β2和β3)，以及n末端和c末端。图5c显示了来自epr3同源物的m1结构域的建模，揭示了相同的总体βαββ布置。m1结构域的模型来自百脉根epr3并且e pr3同源物来自鹰嘴豆、苜蓿属、大豆、菜豆属、杨属、苹果属、葡萄属、可可属、蓖麻、草莓属、玉米和小麦。为每个模型标注了与epr3-m1的晶体结构的以计的分子拟合(原子位置的均方根偏差，或rmsd)。标记了结构域的n末端和c末端。
[0227]
图6显示了植物受体的结构比较。显示了外泌多糖(eps)受体epr3 ed(左)、几丁质受体cerk6 ed(中心)和脂壳寡糖(lco)受体nfp ed(右)的结构概述。将受体ed着色，使得n-末端结构域(m1或lysm1)为灰色，中心结构域(m2或lysm2)为浅灰色，并且c-末端结构域(lysm3)为亮灰色，如由结构下面的示意性模型指示。指示了受体之间以计的分子拟合(原子位置的均方根偏差，或rmsd)，其中epr3 ed与ed与epr3ed与并且cerk6 ed与ed与
[0228]
图7a-图7f显示了外泌多糖(eps)配体的提出结构并且显示了基质辅助的激光器解吸/电离飞行时间(maldi-tof)质谱光谱。图7a显示了百脉根中生根瘤菌菌株r7a eps提出结构和质谱光谱。图7b显示了百脉根中生根瘤菌(m.loti)菌株r7a deoac-eps提出结构
和质谱光谱。图7c显示了百脉根中生根瘤菌菌株r7a exou eps提出结构和质谱光谱。图7d显示了壳己糖(co6)推荐结构。图7e显示了豌豆根瘤菌(r.leguminosarum)eps提出结构和质谱光谱。图7f显示了苜蓿中华根瘤菌(s.meliloti)eps提出结构和质谱光谱。
[0229]
图8a-图8g显示了微量热泳动(mst)实验，测量epr3 ed与外泌多糖(eps)的结合。图8a显示了用epr3 ed和百脉根中生根瘤菌菌株r7a eps的mst结合实验。图8b显示了用epr3 ed和百脉根中生根瘤菌菌株r7a exou eps的mst结合实验。图8c显示了用epr3 ed和几丁质(co6)的mst结合实验。图8d显示了用epr3 ed和百脉根中生根瘤菌菌株r7a去o-乙酰化eps(deoac-eps)的mst结合实验。图8e显示了用epr3 ed和来自豌豆根瘤菌的eps的mst结合实验。图8f显示了用epr3 ed和来自苜蓿中华根瘤菌的eps的mst结合实验。图8g显示了总结不同配体的在95％置信区间中平衡解离常数值(kd)的表，并且“nb”指示不可检测的结合。在图8a-图8f中，x-轴显示eps配体的摩尔浓度(m)，y-轴显示归一化荧光的百分数改变(δf
norm
(％))，并且指示了每条结合曲线的平衡解离常数(kd)，对应的拟合优度(r2)，和使用独立蛋白质制剂进行的重复的数量(n)。适用时，“nb”指示不可检测的结合。
[0230]
图9a-图9b显示了微量热泳动(mst)实验，测量去糖基化epr3 ed或去糖基化epr3 ed-nb186复合物与eps的结合。图9a显示了用去糖基化epr3 ed和百脉根中生根瘤菌菌株r7a eps的mst结合实验。图9b显示了用去糖基化epr3 ed-nb186复合物和百脉根中生根瘤菌菌株r7a eps的mst结合实验。在图9a-图9b中，x-轴显示eps配体的摩尔浓度(m)，y-轴显示归一化荧光的百分数改变(δf
norm
(％))，并且报告了95％置信区间中的平衡解离常数(kd)、拟合优度(r2)和用于测量的独立蛋白质制剂的数量(n)。
[0231]
图10a-图10c显示了单独epr ed、在存在百脉根中生根瘤菌菌株r7a eps的情况下的epr ed，或在存在百脉根中生根瘤菌菌株r7a exou eps的情况下的epr ed的小角x-射线散射(saxs)数据、拟合和模型。图10a显示了在配体的情况下的epr3 ed的saxs数据，saxs散射模型拟合χ2＝1.093，并且总体维度为乘以图10b显示了在存在百脉根中生根瘤菌菌株r7a eps的情况下的epr3 ed的saxs数据，saxs散射模型拟合χ2＝1.053，并且总体维度为乘以图10c显示了在存在百脉根中生根瘤菌菌株r7a exou eps的情况下的epr3 ed的saxs数据，saxs散射模型拟合χ2＝1.158，1.158，并且总体维度为乘以在图10a-图10c中，用模型拟合(χ2)的saxs散射曲线显示在左侧，纪尼厄图显示在顶部中间，d
max
指示的配对距离分布(p(r))图显示在底部中间，并且将epr3 ed晶体结构对接在saxs包膜中，模型的总体维度以埃显示的模型显示在右侧。
[0232]
图11a-图11m显示了百脉根epr3和epr3a基因和氨基酸序列的比较，测量百脉根epr3a ed与eps的结合的微量热泳动(mst)实验，以及测量epr3和epr3a激酶结构域的活性的激酶活性试验。图11a显示了epr3和epr3a基因模型，5’utr的相对的尺寸和位置显示为深灰色矩形，外显子显示为亮灰色矩形，内含子显示为黑线，并且3’utrs显示为深灰色矩形。突变系中莲属植物逆转录转座子1元件(lore1)的插入的相对位置用黑色三角形指示并且根据突变体epr3系的名字来标记(epr3中的epr3-11；epr3a中的epr3a-1和epr3a-2)。图11b显示了百脉根epr3(seq id no:61)和百脉根epr3a(seq id no:62)的蛋白质比对。保守残基由
‘
|’指示，非常类似的残基由
‘
:’指示，弱类似的残基由
‘
.’指示并且空缺由
‘‑’
指示。图
11c显示了用百脉根epr3a ed和百脉根中生根瘤菌eps的mst结合实验。x-轴显示eps配体的摩尔浓度(m)，y-轴显示归一化荧光的百分数改变(δf
norm
(％))；指示了平衡解离常数(kd＝25.6μm)，和对应的拟合优度(r2＝0.98)。图11d显示了纯化来自昆虫细胞的莲属植物epr3a的胞外域的结果。在左侧，图11d提供了使用superdex 75 10/300柱的凝胶过滤的结果(x-轴显示以ml计的洗脱体积(ve)；y-轴显示在280nm(mau)下的吸光度(abs.))，洗脱体积为11.45ml的峰吸光度。在右侧，图11d提供了纯化的百脉根epr3a ed的sds-page，在左侧显示的对应于洗脱体积的样本标记为8和12-16，并且蛋白质条带的分子量以千道尔顿(kda)计提供在左侧。标记p的孔含有pngase f，并且标记g的孔含有糖基化的epr3。孔15和16中的样本用于图11e-图11j中显示的mst实验。图11e-图11j显示了测量百脉根epr3a ed与多糖的结合的mst实验的结果。图11e显示了百脉根epr3a ed与百脉根中生根瘤菌eps的结合，指示了平衡解离常数(kd＝44.4
±
11.2μm)、对应的拟合优度(r2＝0.97)，和样本规模(n＝3)。图11f显示了百脉根epr3a ed与百脉根中生根瘤菌去o-乙酰化(deoac)eps的结合，指示了平衡解离常数(kd＝57.2
±
15.6μm)、对应的拟合优度(r2＝0.96)和样本规模(n＝3)。图11g显示了百脉根epr3a ed与苜蓿中华根瘤菌eps的结合，指示了平衡解离常数(kd＝936.7
±
389.4μm)、对应的拟合优度(r2＝0.93)和样本规模(n＝3)。图11h显示了百脉根epr3a ed与豌豆根瘤菌eps的结合，指示了平衡解离常数(kd＝12.5
±
4.0μm)、对应的拟合优度(r2＝0.95)和样本规模(n＝3)。图11i显示了百脉根epr3a ed与壳四糖(co4)缺少结合，指示了样本规模(n＝3)。图11j显示了百脉根epr3a ed与麦芽糊精(maldex)缺少结合，指示了样本规模(n＝3)。在图11e-图11j中的每一个中，x-轴显示多糖的摩尔浓度(m)，y-轴显示归一化荧光的百分数改变(δf
norm
(％))，并且误差条显示95％置信区间。图11k显示了从大肠埃希杆菌纯化的百脉根epr3激酶结构域的激酶活性。图11l显示了从大肠埃希杆菌纯化的百脉根epr3a激酶结构域的激酶活性。图11m显示了从大肠埃希杆菌纯化的百脉根epr3a激酶结构域的激酶活性。
[0233]
图12显示了来自百脉根gifu的rna-seq数据，显示了当用h2o或共生细菌百脉根中生根瘤菌菌株r7a处理时横跨组织类型的epr3(顶行)和epr3a(底行)的表达。如指示的，相对表达显示在各自用h2o(模拟)或百脉根中生根瘤菌菌株r7a(r7a)处理的根毛、根、瘤和嫩芽中。对于用百脉根中生根瘤菌菌株r7a处理的组织，指示了收集rna和用百脉根中生根瘤菌菌株r7a处理之间的天数(dpi，接种后的天数)。由显示的灰色级别指示epr3和epr3a的归一化表达，深灰色指示相对表达的最高和最低水平。
[0234]
图13a-图13b显示了用不同的百脉根中生根瘤菌菌株接种的指示的基因型的百脉根的板结瘤试验的结果。图13a显示了用百脉根中生根瘤菌菌株r7a的百脉根基因型的板结瘤试验的结果。图13b显示了用百脉根中生根瘤菌菌株r7aexoy/f的百脉根基因型的板结瘤试验的结果。在图13a-图13b中，测试的百脉根基因型为野生型(wt)gifu、epr3-11单突变体、epr3a-1单突变体、epr3a-2单突变体和epr3/epr3a双突变体。在35天内周期性地计数固氮(“粉色”；灰色颜色)和未感染的(“白色”；白色颜色)瘤。x-轴显示了用百脉根中生根瘤菌处理后的天数(dpi)，并且y-轴显示每个植物的瘤的数量(n＝30/条件)。误差条表示sem并且使用anova和tukey事后检验显示用于粉色瘤的基因型之间的统计学比较，p-值(《0.05)和不同的字母指示统计学上显著性差异。
[0235]
图14a-图14c显示了当接种百脉根中生根瘤菌菌株r7a时，野生型(wt)百脉根gifu
的表型与epr3和/或epr3a突变的百脉根的表型的比较。图14a显示了在接种后4周，在接种百脉根中生根瘤菌菌株r7a的指示的基因型上形成的粉色瘤。x-轴指示植物的基因型和每个基因型的样本规模(gifu wt，n＝25；epr3-11单突变体，n＝39；epr3a-1单突变体，n＝40；epr3a-2单突变体，n＝42；和epr3/epr3a双突变体，n＝41)并且y-轴表示每个植物的瘤的数量。图14b显示了接种百脉根中生根瘤菌菌株r7a后4周，盆生长植物的新鲜嫩芽的重量。x-轴指示植物的基因型和每个基因型的样本规模(gifu wt，n＝5；epr3-11单突变体，n＝6；epr3a-1单突变体，n＝6；epr3a-2单突变体，n＝6；和epr3/epr3a双突变体，n＝6)并且y-轴指示嫩芽的重量(克)。图14c显示了接种百脉根中生根瘤菌菌株r7a后4周，盆生长植物的外观。根据基因型布置植物(顺序如下：gifu wt，epr3-11单突变体，epr3a-1单突变体，epr3a-2单突变体，和epr3/epr3a双突变体)。对于图14a-图14b，箱线图显示了第一四分位和第三四分位，线指示中值(点表示各个测量)；使用anova和tukey事后检验显示基因型之间的统计学比较，p-值(《0.05)，和不同的字母指示统计学上显著性差异。
[0236]
图15a-图15c显示了当接种百脉根中生根瘤菌菌株r7aexoy/f时，野生型百脉根gifu的表型与epr3和/或epr3a突变的百脉根的表型的比较。图15a显示了在接种后4周，在接种百脉根中生根瘤菌菌株r7aexoy/f的指示的基因型上形成的粉色瘤。x-轴指示植物的基因型和每个基因型的样本规模(gifu wt，n＝42；epr3-11单突变体，n＝39；epr3a-1单突变体，n＝39；epr3a-2单突变体，n＝40；和epr3/epr3a双突变体，n＝37)并且y-轴表示每个植物的瘤的数量。图15b显示了接种百脉根中生根瘤菌菌株r7aexoy/f后4周，盆生长植物的新鲜嫩芽的重量。x-轴指示植物的基因型和每个基因型的样本规模(gifu wt，n＝6；epr3-11单突变体，n＝6；epr3a-1单突变体，n＝6；epr3a-2单突变体，n＝6；和epr3/epr3a双突变体，n＝6)并且y-轴表示嫩芽重量(克)。图15c显示了接种百脉根中生根瘤菌菌株r7aexoy/f后4周，盆生长植物的外观。根据基因型布置植物(顺序如下：gifu wt，epr3-11单突变体，epr3a-1单突变体，epr3a-2单突变体，和epr3/epr3a双突变体)。对于图15a-图15b，箱线图显示了第一四分位和第三四分位，线指示中值(点表示各个测量)；使用anova和tukey事后检验显示基因型之间的统计学比较，p-值(《0.05)，和不同的字母指示统计学上显著性差异。
[0237]
图16a-图16c显示了当接种百脉根中生根瘤菌菌株r7aexou时，野生型百脉根gifu的表型与epr3和/或epr3a突变的百脉根的表型的比较。图16a显示了在接种后5周，在接种百脉根中生根瘤菌菌株r7aexou的指示的基因型上形成的粉色瘤。x-轴指示植物的基因型和每个基因型的样本规模(gifu wt，n＝36；epr3-11单突变体，n＝32；epr3a-1单突变体，n＝38；epr3a-2单突变体，n＝35；和epr3/epr3a双突变体，n＝36)并且y-轴表示每个植物的瘤的数量。图16b显示了接种百脉根中生根瘤菌菌株r7aexou后5周，盆生长植物的新鲜嫩芽的重量。x-轴指示植物的基因型和每个基因型的样本规模(gifu wt，n＝6；epr3-11单突变体，n＝6；epr3a-1单突变体，n＝6；epr3a-2单突变体，n＝6；和epr3/epr3a双突变体，n＝6)并且y-轴表示嫩芽重量(克)。图16c显示了接种百脉根中生根瘤菌菌株r7aexou后5周盆生长植物的外观。根据基因型布置植物(顺序如下：gifu wt，epr3-11单突变体，epr3a-1单突变体，epr3a-2单突变体，和epr3/epr3a双突变体)。对于图16a-图16b，箱线图显示了第一四分位和第三四分位，线指示中值(点表示各个测量)；使用anova和tukey事后检验显示基因型之间的统计学比较，p-值(《0.05)，和不同的字母指示统计学上显著性差异。
[0238]
图17显示在接种百脉根中生根瘤菌菌株r7a后8天，在野生型百脉根gifu上形成的感染线状物(thread)的数量与epr3和/或epr3a突变的百脉根的表型的比较。x-轴指示植物的基因型和每个基因型的样本规模(gifu wt，n＝20；epr3-11单突变体，n＝20；epr3a-1单突变体，n＝20；epr3a-2单突变体，n＝20；和epr3/epr3a双突变体，n＝10)并且y-轴表示每个植物的感染线状物的数量(it/植物)。箱线图显示了第一四分位和第三四分位，线指示中值(点表示单个测量)；使用anova和tukey事后检验显示基因型之间的统计学比较，p-值(《0.05)，和不同的字母指示统计学上显著性差异。
[0239]
图18a-图18c显示了野生型百脉根(gifu)或epr3和/或epr3a突变的百脉根的共生基因的nfya1、npl和gh3.3的qrt-pcr(x-轴下面的标记；epr3-11单突变体，epr3a-1单突变体，epr3a-2单突变体，和epr3/epr3a双突变体)。图18a显示了野生型百脉根(gifu)或epr3-11单突变体、epr3a-1单突变体、epr3a-2单突变体和epr3/epr3a双突变体百脉根中的共生基因nfya1的qrt-pcr。图18b显示了野生型百脉根(gifu)或epr3-11单突变体、epr3a-1单突变体、epr3a-2单突变体和epr3/epr3a双突变体百脉根中共生基因npl的qrt-pcr。图18c显示了野生型百脉根(gifu)或epr3-11单突变体、epr3a-1单突变体、epr3a-2单突变体和epr3/epr3a双突变体百脉根中共生基因gh3.3的qrt-pcr。在图18a-图18c中，用h2o或百脉根中生根瘤菌菌株r7a处理植物，并且在接种后3天和7天(dpi)测量共生基因表达，如在x-轴上指示。y-轴表示每个转录体的绝对表达。结果表示三个生物学重复的平均值，误差条指示sem。
[0240]
图19a-图19b显示了在不同遗传背景中来自百脉根eps受体epr3和epr3a的共生信号传导输出的模型(gifu wt，epr3单突变体，epr3a单突变体，epr3/epr3a双突变体)。图19a显示了响应百脉根中生根瘤菌菌株r7a野生型eps，来自百脉根eps受体(大的灰色椭圆)的共生信号传导输出的模型。图19b显示了响应百脉根中生根瘤菌菌株r7aexou截短eps，从百脉根eps受体(小的灰色椭圆)输出的共生信号传导的模型。在图19a-图19b中，植物基因型中的每一个的正或负共生信号传导的相对强度由 或
–
符号的数量表示。
[0241]
图20a-图20d显示了当在天然土壤中生长时，百脉根野生型和epr-3突变体的表型。图20a显示了在天然土壤中生长7周之后的嫩芽外观。gifu表示野生型百脉根，并且所有其他植物为epr3的突变体(epr3-11、epr3-10和epr3-13)。图20b显示了嫩芽鲜重(显示了平均值和sem)。x-轴指示植物的基因型(gifu wt、epr3-11突变体、epr3-10突变体和epr3-13突变体)以及括号中测量的嫩芽的数量。y-轴表示每个植物的以克计的嫩芽鲜重。图20c显示了总的瘤数量(显示了平均值和sem)。x-轴指示植物的基因型(gifu wt、epr3-11突变体、epr3-10突变体和epr3-13突变体)以及括号中测量的嫩芽的数量。y-轴表示每个植物的瘤的总数。图20d显示了epr3基因的示意图，其中黑色箱子表示十个外显子，虚线表示内含子，以及显示开始(用atg标记)和结束(用tga标记)的位置以及突变等位基因epr3-3、epr3-11、exo277(epr3-10)、epr3-12、epr3-13和epr3-9的定位(来自kawaharada，y等nature 2015 523：308-312)。
[0242]
图21a-图21d显示了百脉根野生型(gifu)和epr3-13突变体微生物群系的α-和β-多样性分析。图21a显示了土壤(深灰色)、根际(亮灰色)、根(灰色)和瘤(黑色)中细菌的多样性的香农指数。野生型百脉根(gifu)的香农指数显示为空的正方形，epr3-13的香农指数显示为不透明的圆圈，并且土壤显示为xs(箱线图显示了第一四分位和第三四分位，线指示
中值)。图21b显示了来自土壤(深灰色)、根际(亮灰色)、根(灰色)和瘤(黑色)的样本之间的bray-curtis距离的主坐标分析(pcoa)图。百脉根(gifu)显示为不透明的圆圈，epr3-13突变体显示为空的正方形，并且土壤显示为不透明的三角形。解释46.19％的方差的第一主分量绘制在x-轴上，并且解释20.17％的方差的第二主分量绘制在y-轴上。图21c显示了被基因型和区室约束的bray-curtis距离的约束的pcoa图。来自根际区室的样本显示为浅灰色，并且来自根的样本显示为灰色。百脉根(gifu)显示为空的正方形，epr3-13突变体显示为不透明的圆圈。图显示了微生物群系差异(36.9％的方差由两个约束解释，p《0.001，n＝36)。图21d显示了仅由基因型约束的bray-curtis距离的约束的pcoa图。来自根际区室的样本显示为浅灰色，并且来自根的样本显示为灰色。百脉根(gifu)显示为空的正方形，epr3-13显示为不透明的圆圈。在图21b-图21d中，每个轴中的百分数指示由投影解释的总方差的份数。
[0243]
图22a-图22b显示了在不同的分类学水平下，epr3突变对根际(图22a)和根(图22b)细菌群落的组成的效果。图22a显示了在由分类群分组并且布置在曼哈顿图中的根际区室中鉴定的细菌操作分类单位(otu)。图22b显示了在由分类群分组并且布置在曼哈顿图中的根区室中鉴定的细菌otu。在图22a-图22b中，otu布置在x-轴上，并且y-轴显示百脉根野生型和epr3-13突变体植物之间out的相对丰度的差异显著性(-log
10
(p))。每个otu表示为填充的(统计上富含百脉根野生型gifu与epr3-13)或空的(统计上不富含百脉根野生型gifu与epr3-13)圆形。根据分析的区室中各自out的相对丰度调整圆形的尺寸(见在图22b底部的键)。从左至右，out分组为分类群放线菌目、黄杆菌纲、未知、柄杆菌目、根瘤菌、红螺菌目、鞘脂单孢菌目、伯克氏菌、假单胞菌目和黄单胞菌目(标记在曼哈顿图上面)。
[0244]
图23a-图23d显示了epr3突变对最丰富的分类群的根际定殖的效果。显示了野生型百脉根gifu的根际区室中鉴定的读数的平均数量(图23a-图23b)和最丰富的前100个out的相对丰度(图23c-图23d)。图23a显示了野生型百脉根gifu(列“g”)和epr3-13(列“e”)中分类群β-变形菌和伯克氏菌的各个otu的读数的平均数量(列“otuid”)，表示为热图(从深灰色的相对较高读数，和亮灰色的相对较少读数；在图23b底部的键)，野生型百脉根gifu和epr3-13平均读数之间的比例(列“g/e”)，和野生型百脉根gifu的指示区室中的各自out的相对丰度(列“ra”)，显示为水平条。图23b显示了野生型百脉根gifu(列“g”)和epr3-13(列“e”)中，分类群伯克氏菌、柄杆菌目、嗜甲基菌目、假单胞菌目、根瘤菌、红螺菌目和鞘脂单孢菌目的个体otu的读数的平均数量(列“otuid”)，表示为热图(从深灰色的相对较高读数，和亮灰色的相对较低读数；在底部的键)，野生型百脉根gifu和epr3-13平均读数之间的比例(列“g/e”)，和野生型百脉根gifu的指示的区室中各自out的相对丰度(列“ra”)，显示为水平条。图23c显示了野生型百脉根gifu(列“g”)和epr3-13(列“e”)中由分类群(列“分类群”)、目和科(列“科(f)/目(o)”)分组的个体out的相对丰度(列“otuid”)，表示为热图(从亮灰色的相对更丰富的，和深灰色的相对较不丰富的；在图23d中底部的键)，和野生型百脉根gifu中各自out的相对丰度(列“ra”)，显示为水平条(如果野生型百脉根gifu中富含(p《0.05)，则标记深灰色，如果epr3-13中富含(p《0.05)，则标记灰色，或如果两个基因型之间未显著改变，则标记亮灰色)。图23d显示了野生型百脉根gifu(列“g”)和epr3-13(列“e”)中由分类群(列“分类群”)、目和科(列“科(f)/目(o)”)分组的各自otu的相对丰度(列“otuid”)，表示为热图(从亮灰色相对更丰富的，和深灰色相对较不丰富的；在底部的键)，
并且野生型百脉根gifu中各自out的相对丰度(列“ra”)显示为水平条(如果野生型百脉根gifu中富含(p《0.05)，则标记深灰色，如果epr3-13中富含(p《0.05)，则标记灰色，或如果两个基因型之间没有显著改变，则标记亮灰色)。
[0245]
图24显示了epr3的突变对根区室中伯克氏菌丰度的效果。根区室中七个主类群的相对丰度布置在x-轴上(顺序如下：放线菌目、伯克氏菌、柄杆菌目、黄杆菌纲、根瘤菌、鞘脂单孢菌目和黄单胞菌目)。在y-轴上，野生型百脉根gifu的根中相对丰度显示在深灰色三角形中，并且epr3-13的根中相对丰度显示在亮灰色圆圈中。epr3-13根中伯克氏菌的相对丰度统计上减少，如由*标记指示。箱图显示了第一四分位和第三四分位，线指示中值。
[0246]
图25a-图25w显示了百脉根epr3a多肽(epr3a；seq id no:62)和来自下述的epr3a样多肽序列的比对：碧桃(prunus persica)(xp_020410580_prunus persica,seq id no:63)，中国月季(rosa chinensis)(xp_024197374_rosa chinensis,seq id no:64)、葡萄(rvw43308_vitis vinifera,seq id no:65)、枣(ziziphus jujuba)(xp_0l5894630_ziziphus jujuba,seq id no:66)、咖啡树(coffea arabica)(xp_02 70993 33_coffea arabica,seq id no:67)、潘那利番茄(solanum pennellii)(xp_015078544_solanum pennellii,seq id no:68)、番茄(solanum lycopersicum)(xp_019069864_solanum lycopersicum,seq id no:69)、渐狭叶烟草(nicotiana attenuata)(oit29820_nicotiana attenuata,seq id no:70)、东方山黄麻(trema orientale)(pon99018_trema orientale,seq id no:71)、羽脉山黄麻(trema levigatum)(a5m47254_trema levigatum,seq id no:71)、胡桃(juglans regia)(xp_018805207_juglans regia,seq id no:72)、北美假大麻(datisca glomerata)(azl4125l_datisca glomerata,seq id no:73)、可可(xp_017970654_theobroma cacao,seq id no:75)、榴莲(durio zibethinus)(xp_022775846_durio zibethinus,seq id no:76)、胡杨(populus euphratica)(xp_011034253_populus euphratica,seq id no:77；xp_011046250_populus euphratica,seq id no:90)、蓖麻(xp_015580083_蓖麻,seq id no:78)、木薯(manihot esculenta)(oay32540.l_manihot esculenta,seq id no:79)、胡萝卜(daucus carota)亚种sativus(xp_017221830_胡萝卜亚种sativus,seq id no:80)、甜橙(citrus sinensis)(xp_006484322_citrus sinensis,seq id no:81)、日本蜜柑(citrus unshiu)(gay36258_citrus unshiu,seq id no:82)、豇豆(vigna unguiculata)(qcd82032_vigna unguiculata,seq id no:83)、绿豆(vigna radiata)品种radiata(xp_022632827vigna radiata var.radiata,seq id no:84)、四季豆(phaseolus vulgaris)(xp_00715377l_phaseolus vulgaris,seq id no:85)、大豆(glycine max)(xp_003530632_glycine max,seq id no:86)、野生大豆(glycine soja)(xp_028247343_glycine soja,seq id no:87)、狭叶羽扇豆(lupinus angustifolius)(xp_019423264_lupinus angustifolius,seq id no:88)、野生花生(arachis ipaensis)(xp_016192876_arachis ipaensis,seq id no:89)、玉米(zm8_zea mays,seq id no:91)和大麦(lysm-rlk8_hordeum vulgare,seq id no:92)。保守显示为在比对底部的黑色条(刻度：0％至100％)，类似的残基由灰色阴影显示。图25a显示了比对的第一部分。图25b显示了比对的第二部分。图25c显示了比对的第三部分。图25d显示了比对的第四部分。图25e显示了比对的第五部分。图25f显示了比对的第六部分。图25g显示了比对的第七部分。图25h显示了比对的第八部分。图25i显示了比对的第九部分。图25j显示了比对的第十部分。
图25k显示了比对的第十一部分。图25l显示了比对的第十二部分。图25m显示了比对的第十三部分。图25n显示了比对的第十四部分。图25o显示了比对的第十五部分。图25p显示了比对的第十六部分。图25q显示了比对的第十七部分。图25r显示了比对的第十八部分。图25s显示了比对的第十九部分。图25t显示了比对的第二十部分。图25u显示了比对的第二十一部分。图25v显示了比对的第二十二部分。图25w显示了比对的第二十三部分。
[0247]
图26a-图26l显示了百脉根epr3多肽(epr3_lj,seq id no:61)、百脉根epr3a多肽(epr3a_lj,seq id no:62)与来自下述的epr3样多肽和epr3a样多肽的比对：扁豆(lablab purpureus)(labpur_labpu000468g0017.1,seq id no:93；labpur_labpu000087g0009.1,seq id no:108)、四季豆(phavul_phvul.002g059500.1,seq id no:94；phavul_phvul.003g063700.1,seq id no:107)、豇豆(vigung_vigun02g080500.1,seq id no:95；vigung_vigun03g232900.1,seq id no:105)、刚果落花生(vigna subterranea)(vigsub_vigsu002202g0039.1,seq id no:96；vigsub_vigsu108716g0012.1,seq id no:104)、赤豆(vigna angularis)(vigang_vigan.vang0057s00600.1,seq id no:97；vigang_vigan.vang0033ss01040.1,seq id no:109)、大豆(glymax_glyma.01g027100.1,seq id no:98；glymax_glyma.08g283300.1,seq id no:110)、蒺藜状苜蓿(medtru_mtruna17_chr5g0413071,seq id no:99)、红车轴草(trifolium pratense)(tripra_tp57577_tgac_v2_mrna40096,seq id no:100)、栗豆树(castanospermum australe)(casaus_castanospermum06838-pa,seq id no:101)、nissolia schottii(nissch_nissc2308s18277,seq id no:102；nissch_nissc255s07357,seq id no:116)、加拿大紫荆(cercis canadensis)(cercan_cerca76s29361,seq id no:103)、绿豆(vigrad_vradi0208s00120.1,seq id no:106)、木豆(cajanus cajan)(cajcaj_ccajan_03483,seq id no:111)、落花生(arachis hypogaea)(arahyp_arahy.tifrunner.gnm1.ann1.ree5l6.1,seq id no:112；arahyp_arahy.tifrunner.gnm1.ann1.p7cpn3.1,seq id no:113)、野生花生(araipa_araip.19t2h,seq id no:114)、蔓花生(arachis duranensis)(aradur_aradu.j0sga,seq id no:115)、狭叶羽扇豆(lupang_lup020722.1,seq id no:117)、相思树(faidherbia albida)(faialb_faial00730g0027.1,seq id no:118)、含羞草(mimosa pudica)(mimpud_mimpu35782s22845,seq id no:119)、鹧鸪豌豆(chamaecrista fasciculata)(chafas_chafa3673s21651,seq id no:120)和扁桃(prunus dulcis)(prudul_prudul26a003177p1,seq id no:121)。比对为clustal o(1.2.4)多重序列比对，其中星号(*)指示完全保守的单个残基，冒号(:)指示具有非常类似特性的残基之间的保守(在gonnet pam 250矩阵中，评分》0.5)，并且句号(.)指示具有弱的类似特性的残基之间的保守(在gonnet pam 250矩阵中，评分≤0.5)。图26a显示了比对的第一部分。图26b显示了比对的第二部分。图26c显示了比对的第三部分。图26d显示了比对的第四部分。图26e显示了比对的第五部分。图26f显示了比对的第六部分。图26g显示了比对的第七部分。图26h显示了比对的第八部分。图26i显示了比对的第九部分。图26j显示了比对的第十部分。图26k显示了比对的第十一部分。图26l显示了比对的第十二部分。
[0248]
图27a-图27l显示了百脉根epr3多肽(epr3_lj,seq id no:61)，与来自下述的epr3样多肽和epr3a样多肽的比对：碧桃(pruper_prupe.1g247900.1,seq id no:122)、梅花(prunus mume)(prumum_lcl_nc_024127.1_xp_016647040.1_6745,seq id no:123)、美
国黑树莓(rubus occidentalis)(rubocc_bras_g02801,seq id no:124)、可可(thecac_thecc1eg010473t1,seq id no:125)、雷蒙德氏棉(gossypium raimondii)(gosrai_gorai.005g179900.1,seq id no:126)、伯尔硬胡桃(sclerocarya birrea)(sclbir_sclbi00092g0330.1,seq id no:127)、枣(zizjuj_lcl_nc_029688.1_xp_015894630.2_26923,seq id no:128)、discaria trinervis(distri_distr1293s13435,seq id no:129)、异色山黄麻(trema orientalis)(treori_lcl_jxtc01000021.1_pon99018.1_5256,seq id no:130)、糙叶山黄麻(parasponia_jxtb01000342.1_26365,seq id no:131)、川桑(morus notabilis)(mornot_l484_027691,seq id no:132)、克莱门柚(citrus clementina)(citcle_ciclev10033617m,seq id no:133)、甜橙(citsin_orange1.1g044997m,seq id no:134)、北美假大麻(datglo_datgl1333s01924,seq id no:135)、木薯(manesc_manes.13g026000.1,seq id no:136)、蓖麻(riccom_27504.m000627,seq id no:137)、倒挂金钟秋海棠(begonia fuchsioides)(begfuc_begfu1064s15671,seq id no:138)、欧洲桤木(alnus glutinosa)(alnglu_alngl25086s21770,seq id no:139)、粗枝大麻黄(casuarina glauca)(casgla_casgl955s23425,seq id no:140)、木豆(cajcaj_ccajan_12042,seq id no:141)、欧洲白蜡树(fraexc_fraex38873_v2_000332560.1,seq id no:142)、番茄(sollyc_solyc06g069610.1.1,seq id no:143)、潘那利番茄(solpen_sopen06g026910.1,seq id no:144)、本氏烟草(nicotiana benthamiana)(nicben_niben101scf02172g05003.1,seq id no:145)、腋花矮牵牛(petunia axillaris)(petaxi_peaxi162scf00013g00053.1,seq id no:146)、含羞草(mimpud_mimpu5325s25442,seq id no:147)、苹果(maldom_mdp0000182108,seq id no:148；maldom_mdp0000137744,seq id no:149)、西洋梨(pyrus communis)(pyrcom_pcp002145.1,seq id no:150)和白梨(pyrus x bretschneideri)(pyrbre_lcl_nw_008988137.1_xp_009363045.1_15483,seq id no:151)。比对为clustal o(1.2.4)多重序列比对，其中星号(*)指示完全保守的单个残基，冒号(:)指示具有非常类似特性的残基之间的保守(在gonnet pam 250矩阵中，评分》0.5)，并且句号(.)指示具有弱的类似特性的残基之间的保守(在gonnet pam 250矩阵中，评分≤0.5)。图27a显示了比对的第一部分。图27b显示了比对的第二部分。图27c显示了比对的第三部分。图27d显示了比对的第四部分。图27e显示了比对的第五部分。图27f显示了比对的第六部分。图27g显示了比对的第七部分。图27h显示了比对的第八部分。图27i显示了比对的第九部分。图27j显示了比对的第十部分。图27k显示了比对的第十一部分。图27l显示了比对的第十二部分。
[0249]
图28a-图28m显示了百脉根epr3多肽(epr3_lj,seq id no:61)，与来自下述的epr3样多肽和epr3a样多肽的比对：扁桃(prudul_prudul26a001224p1,seq id no:152)、碧桃(pruper_prupe.5g168000.1,seq id no:153)、梅花(prumum_lcl_nc_024132.1_xp_008239575.2_23116,seq id no:154)、野草莓(fraves_fvh4_5g05950.1,seq id no:155)、美国黑树莓(rubocc_bras_g14455,seq id no:156)、枣(zizjuj_lcl_nc_029683.1_xp_024929906.1_14394,seq id no:157；zizjuj_lcl_nc_029683.1_xp_024929890.1_14201；seq id no:158)、毛果杨(poptri_potri.015g082000.1,seq id no:159)、伯尔硬胡桃(sclbir_sclbi00184g0300.1,seq id no:160)、木薯(manesc_manes.06g108500.1,seq id no:161)、可可(thecac_thecc1eg012192t1,seq id no:162)、甜瓜(cucmel_
melo3c011965.2.1,seq id no:163)、黄瓜(cucumis sativus)(cucsat_evm.model.chr5.2205,seq id no:164)、西葫芦(cucurbita pepo)(cucpep_cp4.1lg01g15590.1,seq id no:165)、中国南瓜(cucurbita moschata)(cucmos_cmoch04g018410.1,seq id no:166)、向日葵(helianthus annuus)(helann_hanxrqchr06g0174451,seq id no:167；helann_hanxrqchr05g0154581,seq id no:168)、小米(setaria italica)(setita_seita.5g192600.1,seq id no:169)、高粱(sorghum bicolor)(sorbic_sobic.003g184000.1,seq id no:170)、玉米(zm00001d044536,seq id no:171；zm00001d009376,seq id no:172)、二穗短柄草(brachypodium distachyon)(bradis_bradi2g40627.1,seq id no:173)、大麦(hv_rlk9,seq id no:174)、亚洲栽培稻(orysat_loc_os01g36550.1,seq id no:175)、小果野芭蕉(musa acuminata)(musacu_gsmua_achrun_randomp00190_001,seq id no:176)、毛果杨(poptri_potri.008g187500.2,seq id no:177)、铁皮石斛(dendrobium catenatum)(dencat_lcl_nw_021394673.1_xp_020705880.2_31308,seq id no:178)、深圳拟兰(apostasia shenzhenica)(aposhe_lcl_kz451895.1_pka65282.1_1767,seq id no:179)、番木瓜(carica papaya)(carpap_evm.model.supercontig_33.2,seq id no:180)和英国栎(quercus robur)(querob_qrob_p0255210.2,seq id no:181)。比对为clustal o(1.2.4)多重序列比对，其中星号(*)指示完全保守的单个残基，冒号(:)指示具有非常类似特性的残基之间的保守(在gonnet pam 250矩阵中，评分》0.5)，并且句号(.)指示具有弱的类似特性的残基之间的保守(在gonnet pam 250矩阵中，评分≤0.5)。图28a显示了比对的第一部分。图28b显示了比对的第二部分。图28c显示了比对的第三部分。图28d显示了比对的第四部分。图28e显示了比对的第五部分。图28f显示了比对的第六部分。图28g显示了比对的第七部分。图28h显示了比对的第八部分。图28i显示了比对的第九部分。图28j显示了比对的第十部分。图28k显示了比对的第十一部分。图28l显示了比对的第十二部分。图28m显示了比对的第十三部分。
[0250]
图29a-图29d显示了横跨植物物种的epr3和epr3a基因、氨基酸序列和蛋白质结构的比较。图29a显示了总结不同的植物是否具有(从上到下)epr3a或epr3的同源物，以及它们是否与根瘤菌(rns)、丛枝菌根真菌(ams)或外生菌根真菌(ecms)形成互惠关系的图表。指示了植物的属、物种或类型，从左向右包括：莲属植物、苜蓿属、大豆、山豆麻属(parasponia)、山黄麻属、杨属、苹果属、草莓属、玉米、水稻、小麦、大麦、野麻(datisca)，羽扇豆属(lupinus)、拟南芥、芜菁和甘蓝型油菜。填充的箱指示植物的确具有指示基因的同源物，空箱指示植物没有指示基因的同源物，并且加号( )和减号(-)指示植物与rns、ams或ecms(从上到下)形成( )或不形成(-)互惠关系。图29b显示了莲属植物epr3(氨基酸位置54-98，顶行)和epr3a(氨基酸位置46-90，底行)的m1结构域的氨基酸序列的比对。m1结构域的βαββ折叠的保守二级结构的位置标记(α1、β1、β2和β3)在比对上面。图29c显示了基于百脉根epr3的晶体结构的同源性模型(pdb号6qup)的百脉根epr3a ed的结构的预测模型。指示了m1、m2和lysm3结构域的位置，以及n末端和c末端。图29d显示了百脉根epr3a的m1结构域的结构的力场模型(顶部)与百脉根epr3的m1结构域的晶体结构(底部，pdb号6qup)的并排比较。在两个结构中，标记了组成m1结构域的βαββ折叠的β-折叠和α-螺旋二级结构(α1、β1、β2和β3)，并且指示了n末端和c末端的位置。
[0251]
图30a-图30b显示了epr3a和epr3的表达的分析。图30a显示了qrt-pcr数据，其显示与丛枝菌根建立共生期间百脉根中pt4(顶部)、epr3a(中央)和epr3(底部)的表达。对于每个转录体，接种后的天数(dpi)显示在x-轴上，并且绝对表达的水平显示在y-轴上。每个转录体的表达水平显示在接种丛枝菌根(阴影箱-和-须状图)的下方，和模拟接种(白色箱-和-须状图)的下方。显示的结果来自三个生物学重复。箱图显示了第一四分位和第三四分位，其中线指示中值。图30b显示了丛枝菌根定殖期间根中的epr3a启动子活性。epr3a启动子放置在标记gus的上游，并且蓝色染色(看上去为黑色斑点；由标记“epr3a启动子活性”的箭头指示)指示gus活性。绿色荧光(看上去为白色结构；由标记“真菌结构”的箭头指示)指示真菌(丛枝菌根)结构。
[0252]
图31显示了当接种丛枝菌根时，接种后6周，野生型百脉根gifu的表型(gifu)与epr3和/或epr3a突变的百脉根的表型的比较。x-轴指示植物(gifu wt、epr3-11单突变体、epr3a-1单突变体、epr3a-2单突变体和epr3/epr3a双突变体)的基因型并且y-轴指示存在真菌感染(每个基因型左箱-和-须，深灰色)、丛枝(每个基因型中心箱-和须，灰色)和小泡(每个基因型右箱-和-须，亮灰色)的发生率％。箱图显示了第一四分位和第三四分位，其中线指示中值。对于每个感染事件，使用anova和tukey事后检验显示基因型之间的统计学比较，p-值(《0.05)，如由不同的字母指示，并且每个基因型的样本规模指示在x-轴下方(n)。
[0253]
图32显示了丛枝菌根共生期间，蒺藜状苜蓿a17 epr3/epr3a样基因mtruna17_chr5g0413071(lyk10)的表达。接种后天数(dpi)显示在x-轴上，并且来自mtruna17_chr5g0413071转录体计数的归一化数值显示在y-轴上。表达水平显示在接种丛枝菌根下方(左侧条用于每个感染后的天数)，和模拟接种的下方(右侧条用于每个感染后的天数)。图32中显示的表达数据为来自(gobbato，e.等，curr biol 2012 22(23):2236-41)挖掘和分析的rna-seq数据。误差条指示平均数标准误差。
[0254]
图33a-图33b显示了来自百脉根eps受体epr3和epr3a的共生信号传导输出的模型。图33a显示了来自与细菌的根瘤共生(rns)中百脉根eps受体epr3和epr3a的共生信号传导输出的模型。图33b显示了来自与真菌的丛枝菌根共生(ams)中百脉根eps受体epr3和epr3a的共生信号传导输出的模型。在图33a-图33b中，epr3显示在左侧，epr3a显示在右侧，并且每个类型的共生的正共生信号传导的相对强度由 号的数量表示(增加的数量＝增加的相对强度)。
[0255]
图34a-图34b显示了野生型百脉根gifu(gifu)与epr3和/或epr3a突变的百脉根的细菌定殖的相对丰度的比较。将植物与共生细菌百脉根中生根瘤菌r7a exou，和伯克氏菌细菌的非共生分离物共接种。图34a显示了用百脉根中生根瘤菌r7a exou(r7aexou)和总伯克氏菌(总burk)，百脉根gifu(gifu)与epr3和/或epr3a突变的百脉根的细菌定殖的相对丰度的比较，表示基于该实验中使用的所有伯克氏菌分离物的相对丰度计算的总伯克氏菌的值(伯克氏菌分离物ljroot 223、ljroot 280、ljroot 194、ljroot 230、ljroot 241、ljroot 70、ljroot 29、ljroot 1、ljroot 131、ljroot 296、ljroot 122、ljroot 39、ljroot 294)。图34b显示了用测量的细菌，百脉根gifu(gifu)与epr3和/或epr3a突变的百脉根的细菌定殖的相对丰度的比较，测量的细菌包括，在x-轴上从左向右，伯克氏菌分离物ljroot 223、ljroot 280、ljroot 194、ljroot 230、ljroot 241和ljroot 70。在图34a-图34b中，y-轴以百分数指示每个类型的细菌的相对丰度。对于每个类型的细菌，从左向右，丰
度显示为野生型百脉根(gifu)、epr3a-1(e3a-1)、epr3a-2(e3a-2)或epr3/epr3a双突变体(dm)植物的箱形图。在每个箱形图中，线指示中值，并且箱的边缘阐释第一四分位和第三四分位。点表示来自各个植物的值。
具体实施方式
[0256]
下述描述陈述了示例性方法、参数等。然而，应认识到，这种描述不旨在为对于本公开的范围的限制，而是提供为示例性实施方式的描述。
[0257]
基因改变的植物
[0258]
本公开的方面包括基因改变的植物或其部分，其包括编码异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽的第一核酸序列，其中异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽与在相同条件下的野生型植物相比提供了增加的对于有益共生微生物的选择性。选择性可意思是有益共生微生物的正向选择、不是有益的共生的其他微生物的负向选择，或其组合。该方面的另外实施方式包括植物或其部分，其进一步包括编码异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽的第二核酸序列。在可与任何前述实施方式组合的该方面的进一步实施方式中，异源epr3多肽或epr3样多肽选自下述的组中：第一多肽，其与seq id no:1[百脉根(bai79269.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第二多肽，其与seq id no:2[鹰嘴豆(xp_004489790.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第三多肽，其与seq id no:3[苜蓿属(xp_003613165.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少
98％序列同一性或至少99％序列同一性；第四多肽，其与seq id no:4[大豆(xp_003517716.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第五多肽，其与seq id no:5[菜豆属(xp_007157313.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第六多肽，其与seq id no:6[杨属(xp_002322185.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第七多肽，其与seq id no:7[苹果属(xp_008340354.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第八多肽，其与seq id no:8[葡萄属(xp_002272814.2)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少
91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第九多肽，其与seq id no:9[可可属(xp_007036352.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第十多肽，其与seq id no:10[蓖麻(xp_002527912.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第十一多肽，其与seq id no:11[草莓属(xp_004300916.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第十二多肽，其与seq id no:12[玉米(xp_008657477.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第十三多肽，其与seq id no:13[水稻(xp_015628733.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、
至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第十四多肽，其与seq id no:14[小麦(cdm80098.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；或第十五多肽，其与seq id no:15[大麦(mloc_5489.2)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性。该方面的又一实施方式包括选自下述的组中的异源epr3多肽或epr3样多肽：seq id no:1[百脉根(epr3)]、seq id no:2[鹰嘴豆(xp_004489790.1)]、seq id no:3[苜蓿属(xp_003613165.1)]、seq id no:4[大豆(xp_003517716.1)]、seq id no:5[菜豆(xp_007157313.1)]、seq id no:6[杨属(xp_002322185.1)]、seq id no:7[苹果属(xp_008340354.1)]、seq id no:8[葡萄属(xp_002272814.2)]、seq id no:9[可可属(xp_007036352.1)]、seq id no:10[蓖麻(xp_002527912.1)]、seq id no:11[草莓属(xp_004300916.1)]、seq id no:12[玉米(xp_008657477.1)]、seq id no:13[水稻(xp_015628733.1)]、seq id no:14[小麦(cdm80098.1)]或seq id no:15[大麦(mloc_5489.2)]。可与具有异源epr3a或epr3a样多肽的任何前述实施方式组合的该方面的仍另一实施方式，异源epr3a或epr3a样多肽选自下述的组中：与seq id no:62[百脉根(epr3a)]、seq id no:63、seq id no:64、seq id no:65、seq id no:66、seq id no:67、seq id no:68、seq id no:69、seq id no:70、seq id no:71、seq id no:72、seq id no:73、seq id no:74、seq id no:75、seq id no:76、seq id no:77、seq id no:78、seq id no:79、seq id no:80、seq id no:81、seq id no:82、seq id no:83、seq id no:84、seq id no:85、seq id no:86、seq id no:87、seq id no:88、seq id no:89、seq id no:90、seq id no:91或seq id no:92至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列
同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性的多肽。该方面的进一步实施方式包括为seq id no:62[百脉根(epr3a)]、seq id no:63、seq id no:64、seq id no:65、seq id no:66、seq id no:67、seq id no:68、seq id no:69、seq id no:70、seq id no:71、seq id no:72、seq id no:73、seq id no:74、seq id no:75、seq id no:76、seq id no:77、seq id no:78、seq id no:79、seq id no:80、seq id no:81、seq id no:82、seq id no:83、seq id no:84、seq id no:85、seq id no:86、seq id no:87、seq id no:88、seq id no:89、seq id no:90、seq id no:91或seq id no:92的异源epr3a或epr3a样多肽。
[0259]
可与任何前述实施方式组合的该方面的仍另一实施方式，修饰的epr3多肽或epr3样多肽包括修饰的胞外域，其已经被异源epr3多肽或epr3样多肽的所有或部分胞外域，任选地所有或部分m1结构域、m2结构域、lysm3结构域或所有三个结构域替换。在该方面的另外实施方式中，替换的部分是胞外域或，任选地所有或部分m1结构域、m2结构域、lysm3结构域或所有三个结构域的至少10％、至少11％、至少12％、至少13％、至少14％、至少15％、至少16％、至少17％、至少18％、至少19％、至少20％、至少21％、至少22％、至少23％、至少24％、至少25％、至少26％、至少27％、至少28％、至少29％
·
、至少30％、至少31％、至少32％、至少33％、至少34％、至少35％、至少36％、至少37％、至少38％、至少39％、至少40％、至少41％、至少42％、至少43％、至少44％、至少45％、至少46％、至少47％、至少48％、至少49％、至少50％、至少51％、至少52％、至少53％、至少54％、至少55％、至少56％、至少57％、至少58％、至少59％、至少60％、至少61％、至少62％、至少63％、至少64％、至少65％、至少66％、至少67％、至少68％、至少69％、至少70％、至少71％、至少72％、至少73％、至少74％、至少75％、至少76％、至少77％、至少78％、至少79％、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％、小于10％、小于11％、小于12％、小于13％、小于14％、小于15％、小于16％、小于17％、小于18％、小于19％、小于20％、小于21％、小于22％、小于23％、小于24％、小于25％、小于26％、小于27％、小于28％、小于29％、小于30％、小于31％、小于32％、小于33％、小于34％、小于35％、小于36％、小于37％、小于38％、小于39％、小于40％、小于41％、小于42％、小于43％、小于44％、小于45％、小于46％、小于47％、小于48％、小于49％、小于50％、小于51％、小于52％、小于53％、小于54％、小于55％、小于56％、小于57％、小于58％、小于59％、小于60％、小于61％、小于62％、小于63％、小于64％、小于65％、小于66％、小于67％、小于68％、小于69％、小于70％、小于71％、小于72％、小于73％、小于74％、小于75％、小于76％、小于77％、小于78％、小于79％、小于80％、小于81％、小于82％、小于83％、小于84％、小于85％、小于86％、小于87％、小于88％、小于89％或小于90％。在可与具有epr3a或epr3a样多肽的任何前述实施方式组合的该方面的又一实施方式中，修饰的epr3a或epr3a样多肽包括修饰的胞外域，其已经被异源epr3a或epr3a样多肽的所有或部分胞外域，任选地所有或部分m1结构域、m2结构域、lysm3结构域或所有三个结构域替换。在该方面的另外实施方式中，替换的部分是胞外域或，任选地所有或部分m1结构域、m2结构域、lysm3结构域或所有三个结构域的至少10％、至少11％、至少12％、至少13％、至少14％、至少15％、至少16％、至少17％、至少18％、至少
19％、至少20％、至少21％、至少22％、至少23％、至少24％、至少25％、至少26％、至少27％、至少28％、至少29％、至少30％、至少31％、至少32％、至少33％、至少34％、至少35％、至少36％、至少37％、至少38％、至少39％、至少40％、至少41％、至少42％、至少43％、至少44％、至少45％、至少46％、至少47％、至少48％、至少49％、至少50％、至少51％、至少52％、至少53％、至少54％、至少55％、至少56％、至少57％、至少58％、至少59％、至少60％、至少61％、至少62％、至少63％、至少64％、至少65％、至少66％、至少67％、至少68％、至少69％、至少70％、至少71％、至少72％、至少73％、至少74％、至少75％、至少76％、至少77％、至少78％、至少79％、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％、小于10％、小于11％、小于12％、小于13％、小于14％、小于15％、小于16％、小于17％、小于18％、小于19％、小于20％、小于21％、小于22％、小于23％、小于24％、小于25％、小于26％、小于27％、小于28％、小于29％、小于30％、小于31％、小于32％、小于33％、小于34％、小于35％、小于36％、小于37％、小于38％、小于39％、小于40％、小于41％、小于42％、小于43％、小于44％、小于45％、小于46％、小于47％、小于48％、小于49％、小于50％、小于51％、小于52％、小于53％、小于54％、小于55％、小于56％、小于57％、小于58％、小于59％、小于60％、小于61％、小于62％、小于63％、小于64％、小于65％、小于66％、小于67％、小于68％、小于69％、小于70％、小于71％、小于72％、小于73％、小于74％、小于75％、小于76％、小于77％、小于78％、小于79％、小于80％、小于81％、小于82％、小于83％、小于84％、小于85％、小于86％、小于87％、小于88％、小于89％或小于90％。可与具有epr3a或epr3a样多肽的任何前述实施方式组合的该方面的进一步实施方式，包括异源epr3多肽或epr3样多肽并且异源epr3a或epr3a样多肽来自相同的植物物种或相同的植物品种。
[0260]
可与任何前述实施方式组合的该方面的又一实施方式，包括异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽的表达允许植物或其部分识别由微生物产生的eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物。可与具有epr3a或epr3a样多肽的任何前述实施方式组合的该方面的仍另一实施方式，包括异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽的表达允许植物或其部分识别由微生物产生的eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物。在该方面的进一步实施方式中，异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽的表达以及异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽的表达允许植物或其部分识别由微生物产生的eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物。在可与包括由微生物产生的eps的任何前述实施方式组合的该方面的另外实施方式中，微生物为共生细菌，任选地固氮菌或菌根真菌。该方面的进一步实施方式包括选自下述的组中的固氮菌：百脉根中生根瘤菌、华癸中生根瘤菌、地中海中慢生根瘤菌、鹰嘴豆中慢生根瘤菌、中慢生根瘤菌物种、蒙古根瘤菌、热带根瘤菌、埃特里菜豆根瘤菌，贾氏根瘤菌、豌豆根瘤菌任选地三叶草型豌豆根瘤菌、蚕豆型豌豆根瘤菌和菜豆型豌豆根瘤菌、伯克氏菌任选地含羞草的共生体、苜蓿中华根瘤菌、sinorhizobium medicae、弗氏中华根瘤菌、弗氏中华根瘤菌ngr234、茎瘤固氮根瘤菌、日本慢生根瘤菌、埃氏慢生根瘤菌、辽参慢生根瘤菌、根瘤菌物种、中慢生根瘤菌物种、中华根瘤菌物种、固氮根瘤菌物种、弗兰克氏菌物种或其任何组合，或选自下述的组中的菌根真菌：无柄孢子科物种、多型孢子菌科物种、巨孢囊霉科物种、平囊霉科物种、管柄囊霉科物种、球囊霉属物种、根真菌物种、硬囊
霉物种、有隔球囊霉属物种、近明囊霉属物种、两性球囊霉物种、原囊霉物种、梨形地管囊霉、类球囊霉属物种、球囊菌门中的其他物种或其任何组合。可与任何前述实施方式组合的该方面的仍另一实施方式，包括异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽定位至植物细胞质膜。可与具有epr3a或epr3a样多肽的任何前述实施方式组合的该方面的又一实施方式，包括异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽定位至植物细胞质膜。可与具有定位至植物细胞质膜的任何前述实施方式组合的该方面的进一步实施方式包括植物细胞为根细胞。该方面的另外实施方式包括根细胞为根表皮细胞或根皮质细胞。在可与任何前述实施方式组合的该方面的进一步实施方式中，异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽在发育的植物根系统中表达。在可与具有epr3a或epr3a样多肽的任何前述实施方式组合的该方面的另外实施方式中，异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽在发育的植物根系统中表达。
[0261]
在可与任何前述实施方式组合的该方面的仍另一实施方式中，第一核酸序列可操作地连接至第一启动子。在该方面的另外实施方式中，第一启动子为根特异性启动子，并且根特异性启动子任选地选自下述的组中：nfr1或nfr5/nfp启动子、epr3或epr3a启动子、莲属植物nfr5启动子、莲属植物nfr1启动子、玉米异构硫因启动子、壳质酶启动子、玉米zrp2启动子、番茄leextl启动子、谷氨酰胺合酶大豆根启动子、rcc3启动子、水稻遗蛋白启动子、lrr受体激酶启动子或拟南芥pco2启动子。在该方面的进一步实施方式中，第一启动子为组成型启动子，并且组成型启动子任选地选自下述的组中：camv35s启动子、camv35s启动子的衍生物、玉米泛素启动子、三叶草启动子、木薯叶脉花叶病毒启动子或拟南芥ubq10启动子。在可与具有epr3a或epr3a样多肽的任何前述实施方式组合的该方面的又一实施方式中，第二核酸序列可操作地连接至第二启动子。在该方面的另外实施方式中，第二启动子为根特异性启动子，并且根特异性启动子任选地选自下述的组中：nfr1或nfr5/nfp启动子、epr3或epr3a启动子、莲属植物nfr5启动子、莲属植物nfr1启动子、玉米异构硫因启动子、壳质酶启动子、玉米zrp2启动子、番茄leextl启动子、谷氨酰胺合酶大豆根启动子、rcc3启动子、水稻遗蛋白启动子、lrr受体激酶启动子或拟南芥pco2启动子。在该方面的进一步实施方式中，第二启动子为组成型启动子，并且组成型启动子任选地选自下述的组中：camv35s启动子、camv35s启动子的衍生物、玉米泛素启动子、三叶草启动子、木薯叶脉花叶病毒启动子或拟南芥ubq10启动子。在可与任何前述实施方式组合的该方面的另外实施方式中，植物选自下述的组中：玉米(例如，玉米(maize)、玉米(zea mays))、水稻(例如，籼稻(indica rice)、粳稻(japonica rice)、香稻(aromatic rice)、糯米(glutinous rice)、亚洲栽培稻、非洲栽培稻(oryza glaberrima))，野生稻(例如，菰属(zizania)物种、刺叶稻属(porteresia)物种)，小麦(例如，普通小麦、斯佩尔特小麦、硬质小麦、单粒小麦、二粒小麦、卡姆小麦、普通小麦(triticum aestivum)、斯佩尔特小麦(triticum spelta)、硬质小麦(triticum durum)、乌拉尔图小麦(triticum urartu)、一粒小麦(triticum monococcum)、杂生小麦(triticum turanicum)、小麦属物种)，大麦(例如，大麦(hordeum vulgare))，高粱(例如，高粱(sorghum bicolor))，小米(例如，龙爪稷(finger millet)、福尼奥小米(fonio millet)、谷子(foxtail millet)、珍珠稷、稗子(barnyard millets)、子(eleusine coracana)、细柄黍(panicum sumatrense)、糜子(panicum milaceum)、小米、蜡烛稗(pennisetum glaucum)、马唐属(digitaria)物种、稗属(echinocloa)物种)，苔麸(teff)
(例如，苔麸(eragrostis tef))，燕麦(例如，栽培燕麦(avena sativa))，黑小麦(例如，小黑麦(x triticosecale wittmack)、triticosecale schlanstedtense wittm.、triticosecale neoblaringhemii a.camus、triticosecale neoblaringhemii a.camus)，黑麦(例如，黑麦(secale cereale)、secale cereanum)，甘蔗(例如，白甘蔗(saccharum officinarum)，甘蔗属物种)，苹果(例如，苹果(malus pumila)、栽培苹果(malus x domestica)，苹果(pyrus malus))，梨(例如，西洋梨(pyrus communis)、鸭梨(pyrus
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bretschneideri)、黄金梨(pyrus pyrifolia)、新疆梨(pyrus sinkiangensis)、川梨(pyrus pashia)、梨属(pyrus)物种)，李子(例如，布拉斯李树(mirabelle)、青梅(greengage)、西洋李子(damson)、欧洲李(prunus domestica)、空心李(prunus salicina)、梅花(prunus mume))，杏(例如，山杏(prunus armeniaca)、布里扬松杏(prunus brigantine)、东北杏(prunus mandshurica))，桃(例如，碧桃)，扁桃(例如，甜扁桃(prunus dulcis)、扁桃(prunus amygdalus))，胡桃(例如，波斯胡桃(persian walnut)、英国胡桃(english walnut)、黑胡桃(black walnut)、胡桃(juglans regia)、黑胡桃(juglans nigra)，白胡桃(juglans cinerea)、加州胡桃(juglans californica))，樱桃(例如，欧洲甜樱桃(prunus avium)、欧洲酸樱桃(prunus cerasus)、东京樱花(prunus yedoensis var.nudiflora))，草莓(例如，草莓(fragaria
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ananassa)、智利草莓(fragaria chiloensis)、弗吉尼亚草莓(fragaria virginiana)、野草莓)，树莓(例如，欧洲红树莓、黑树莓、覆盆子(rubus idaeus l.)、美国黑树莓、红莓(rubus strigosus))，黑莓(例如，常青黑莓、喜马拉雅黑莓、黑莓(rubus fruticosus)、黑莓(rubus ursinus)、裂叶黑莓(rubus laciniatus)、尖齿黑莓(rubus argutus)、亚美尼亚黑莓(rubus armeniacus)、欧洲黑莓(rubus plicatus)、榆叶黑莓(rubus ulmifolius)、阿勒格尼黑莓(rubus allegheniensis)、悬钩子亚属实心莓(eubatus)moriferi和ursini组)，红醋栗(例如，白醋栗，红茶藨子(ribes rubrum))，黑醋栗(例如，黑醋栗(cassis)、黑果茶藨(ribes nigrum))，醋栗(例如，鹅莓(ribes uva-crispa)、欧洲醋栗(ribes grossulari)、美洲醋栗(ribes hirtellum))，豇豆(cowpea)(例如，豇豆(vigna unguiculata))，甜瓜(例如，西瓜、冬瓜、卡萨巴甜瓜(casabas)、哈密瓜(cantaloupe)、白兰瓜(honeydew)、厚皮甜瓜、西瓜(citrullus lanatus)、冬瓜(benincasa hispida)、甜瓜(cucumis melo)、罗马甜瓜(cucumis melo cantalupensis)、冬甜瓜(cucumis melo inodorus)、网纹甜瓜(cucumis melo reticulatus))，黄瓜(例如，切黄瓜、腌制黄瓜、英国黄瓜、黄瓜(cucumis sativus))，南瓜(例如，美国南瓜(cucurbita pepo)，笋瓜(cucurbita maxima))，倭瓜(例如，葫芦、西葫芦(cucurbita argyrosperma)、黑子南瓜(cucurbita ficifolia)、笋瓜(cucurbita maxima)，中国南瓜)，葡萄(例如，葡萄(vitis vinifera)、山葡萄(vitis amurensis)，美洲葡萄(vitis labrusca)，白亮葡萄(vitis mustangensis)，河岸葡萄(vitis riparia)，圆叶葡萄(vitis rotundifolia))，大麻(例如，印度大麻、大麻(cannabis sativa))、啤酒花(例如，啤酒花(humulus lupulus))，桦树(例如，桦木属(betula)物种)，山毛榉(例如，欧洲山毛榉(fagus sylvatica)、山毛榉(fagus grandifolia)，山毛榉属(fagus)物种)，枣(例如，红枣、金丝枣(ziziphus jujube))，木薯(例如，树薯、丝兰、木薯(manihot esculenta))，杨树(例如，小黑杨(hybrid poplar)、毛果杨(populus trichocarpa)、欧洲山杨(populus tremula)、银白杨(populus alba)、杨属(populus)物种)，栗子(例如，板栗
id no:90、seq id no:91或seq id no:92至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性的多肽。该方面的又一实施方式包括异源epr3a或epr3a样多肽为seq id no:62[百脉根(epr3a)]、seq id no:63、seq id no:64、seq id no:65、seq id no:66、seq id no:67、seq id no:68、seq id no:69、seq id no:70、seq id no:71、seq id no:72、seq id no:73、seq id no:74、seq id no:75、seq id no:76、seq id no:77、seq id no:78、seq id no:79、seq id no:80、seq id no:81、seq id no:82、seq id no:83、seq id no:84、seq id no:85、seq id no:86、seq id no:87、seq id no:88、seq id no:89、seq id no:90、seq id no:91或seq id no:92。可与具有异源epr3多肽或epr3样多肽的任何前述实施方式组合的该方面的仍另一实施方式，异源epr3多肽或epr3样多肽选自下述的组中：第一多肽，其与seq id no:1[百脉根(bai79269.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第二多肽，其与seq id no:2[鹰嘴豆(xp_004489790.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第三多肽，其与seq id no:3[苜蓿属(xp_003613165.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一
性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第四多肽，其与seq id no:4[大豆(xp_003517716.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第五多肽，其与seq id no:5[菜豆属(xp_007157313.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第六多肽，其与seq id no:6[杨属(xp_002322185.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第七多肽，其与seq id no:7[苹果属(xp_008340354.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第八多肽，其与seq id no:8[葡萄属(xp_002272814.2)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同
一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第九多肽，其与seq id no:9[可可属(xp_007036352.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第十多肽，其与seq id no:10[蓖麻(xp_002527912.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第十一多肽，其与seq id no:11[草莓属(xp_004300916.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第十二多肽，其与seq id no:12[玉米(xp_008657477.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第十三多肽，其与seq id no:13[水稻(xp_015628733.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少
81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第十四多肽，其与seq id no:14[小麦(cdm80098.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；或第十五多肽，其与seq id no:15[大麦(mloc_5489.2)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性。该方面的进一步实施方式包括选自下述的组中的异源epr3多肽或epr3样多肽：seq id no:1[百脉根(epr3)]、seq id no:2[鹰嘴豆(xp_004489790.1)]、seq id no:3[苜蓿属(xp_003613165.1)]、seq id no:4[大豆(xp_003517716.1)]、seq id no:5[菜豆属(xp_007157313.1)]、seq id no:6[杨属(xp_002322185.1)]、seq id no:7[苹果属(xp_008340354.1)]、seq id no:8[葡萄属(xp_002272814.2)]、seq id no:9[可可属(xp_007036352.1)]、seq id no:10[蓖麻(xp_002527912.1)]、seq id no:11[草莓属(xp_004300916.1)]、seq id no:12[玉米(xp_008657477.1)]、seq id no:13[水稻(xp_015628733.1)]、seq id no:14[小麦(cdm80098.1)]或seq id no:15[大麦(mloc_5489.2)]。
[0266]
可与任何前述实施方式组合的该方面的仍另一实施方式，修饰的epr3a或epr3a样多肽包括修饰的胞外域，其已经被异源epr3a或epr3a样多肽的所有或部分胞外域，任选地所有或部分m1结构域、m2结构域、lysm3结构域或所有三个结构域替换。在该方面的另外实施方式中，替换的部分是胞外域或，任选地所有或部分m1结构域、m2结构域、lysm3结构域或所有三个结构域的至少10％、至少11％、至少12％、至少13％、至少14％、至少15％、至少16％、至少17％、至少18％、至少19％、至少20％、至少21％、至少22％、至少23％、至少24％、至少25％、至少26％、至少27％、至少28％、至少29％、至少30％、至少31％、至少32％、至少33％、至少34％、至少35％、至少36％、至少37％、至少38％、至少39％、至少40％、至少41％、至少42％、至少43％、至少44％、至少45％、至少46％、至少47％、至少48％、至少49％、至少
50％、至少51％、至少52％、至少53％、至少54％、至少55％、至少56％、至少57％、至少58％、至少59％、至少60％、至少61％、至少62％、至少63％、至少64％、至少65％、至少66％、至少67％、至少68％、至少69％、至少70％、至少71％、至少72％、至少73％、至少74％、至少75％、至少76％、至少77％、至少78％、至少79％、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％、小于10％、小于11％、小于12％、小于13％、小于14％、小于15％、小于16％、小于17％、小于18％、小于19％、小于20％、小于21％、小于22％、小于23％、小于24％、小于25％、小于26％、小于27％、小于28％、小于29％、小于30％、小于31％、小于32％、小于33％、小于34％、小于35％、小于36％、小于37％、小于38％、小于39％、小于40％、小于41％、小于42％、小于43％、小于44％、小于45％、小于46％、小于47％、小于48％、小于49％、小于50％、小于51％、小于52％、小于53％、小于54％、小于55％、小于56％、小于57％、小于58％、小于59％、小于60％、小于61％、小于62％、小于63％、小于64％、小于65％、小于66％、小于67％、小于68％、小于69％、小于70％、小于71％、小于72％、小于73％、小于74％、小于75％、小于76％、小于77％、小于78％、小于79％、小于80％、小于81％、小于82％、小于83％、小于84％、小于85％、小于86％、小于87％、小于88％、小于89％或小于90％。在可与具有epr3多肽或epr3样多肽的任何前述实施方式组合的该方面的又一实施方式中，修饰的epr3多肽或epr3样多肽包括修饰的胞外域，其已经被异源epr3多肽或epr3样多肽的所有或部分胞外域，任选地所有或部分m1结构域、m2结构域、lysm3结构域或所有三个结构域替换。在该方面的另外实施方式中，替换的部分是胞外域或，任选地所有或部分m1结构域、m2结构域、lysm3结构域或所有三个结构域的至少10％、至少11％、至少12％、至少13％、至少14％、至少15％、至少16％、至少17％、至少18％、至少19％、至少20％、至少21％、至少22％、至少23％、至少24％、至少25％、至少26％、至少27％、至少28％、至少29％、至少30％、至少31％、至少32％、至少33％、至少34％、至少35％、至少36％、至少37％、至少38％、至少39％、至少40％、至少41％、至少42％、至少43％、至少44％、至少45％、至少46％、至少47％、至少48％、至少49％、至少50％、至少51％、至少52％、至少53％、至少54％、至少55％、至少56％、至少57％、至少58％、至少59％、至少60％、至少61％、至少62％、至少63％、至少64％、至少65％、至少66％、至少67％、至少68％、至少69％、至少70％、至少71％、至少72％、至少73％、至少74％、至少75％、至少76％、至少77％、至少78％、至少79％、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％、小于10％、小于11％、小于12％、小于13％、小于14％、小于15％、小于16％、小于17％、小于18％、小于19％、小于20％、小于21％、小于22％、小于23％、小于24％、小于25％、小于26％、小于27％、小于28％、小于29％、小于30％、小于31％、小于32％、小于33％、小于34％、小于35％、小于36％、小于37％、小于38％、小于39％、小于40％、小于41％、小于42％、小于43％、小于44％、小于45％、小于46％、小于47％、小于48％、小于49％、小于50％、小于51％、小于52％、小于53％、小于54％、小于55％、小于56％、小于57％、小于58％、小于59％、小于60％、小于61％、小于62％、小于63％、小于64％、小于65％、小于66％、小于67％、小于68％、小于69％、小于70％、小于71％、小于72％、小于73％、小于74％、小于75％、小于76％、小于77％、小于78％、小于79％、小于80％、小于81％、小于82％、小于83％、小于84％、小于85％、小于86％、小于87％、小于88％、小于89％或小于90％。可与具有epr3多肽或epr3样多肽的任何前述实施方式组合的该方面的进一步实施方式，包括异
源epr3a或epr3a样多肽和异源epr3多肽或epr3样多肽来自相同植物物种或相同植物品种。
[0267]
可与任何前述实施方式组合的该方面的又一实施方式，包括异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽的表达允许植物或其部分识别由微生物产生的eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物。可与具有epr3多肽或epr3样多肽的任何前述实施方式组合的该方面的仍另一实施方式，包括异源epr3多肽或epr3样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽的表达允许植物或其部分识别由微生物产生的eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物。在该方面的进一步实施方式中，异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽的表达和异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽的表达允许植物或其部分识别由微生物产生的eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物。在可与包括由微生物产生的eps的任何前述实施方式组合的该方面的另外实施方式中，微生物为共生细菌，任选地固氮菌或菌根真菌。该方面的进一步实施方式包括选自下述的组中的固氮菌：百脉根中生根瘤菌、华癸中生根瘤菌、地中海中慢生根瘤菌、鹰嘴豆中慢生根瘤菌、中慢生根瘤菌物种、蒙古根瘤菌、热带根瘤菌、埃特里菜豆根瘤菌，贾氏根瘤菌、豌豆根瘤菌任选地三叶草型豌豆根瘤菌、蚕豆型豌豆根瘤菌和菜豆型豌豆根瘤菌、伯克氏菌任选地含羞草的共生体、苜蓿中华根瘤菌、sinorhizobium medicae、弗氏中华根瘤菌、弗氏中华根瘤菌ngr234、茎瘤固氮根瘤菌、日本慢生根瘤菌、埃氏慢生根瘤菌、辽参慢生根瘤菌、根瘤菌物种、中慢生根瘤菌物种、中华根瘤菌物种、固氮根瘤菌物种、弗兰克氏菌物种或其任何组合，或选自下述的组中的菌根真菌：无柄孢子科物种、多型孢子菌科物种、巨孢囊霉科物种、平囊霉科物种、管柄囊霉科物种、球囊霉属物种、根真菌物种、硬囊霉物种、有隔球囊霉属物种、近明囊霉属物种、两性球囊霉物种、原囊霉物种、梨形地管囊霉、类球囊霉属物种、球囊菌门中的其他物种或其任何组合。可与任何前述实施方式组合的该方面的仍另一实施方式，包括异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽定位至植物细胞质膜。可与具有epr3多肽或epr3样多肽的任何前述实施方式组合的该方面的又一实施方式，包括异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽定位至植物细胞质膜。可与具有定位至植物细胞质膜的任何前述实施方式组合的该方面的进一步实施方式包括植物细胞为根细胞。该方面的另外实施方式包括根细胞为根表皮细胞或根皮质细胞。在可与任何前述实施方式组合的该方面的进一步实施方式中，异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽在发育的植物根系统中表达。在可与具有epr3多肽或epr3样多肽的任何前述实施方式组合的该方面的另外实施方式中，异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽在发育的植物根系统中表达。
[0268]
在可与任何前述实施方式组合的该方面的仍另一实施方式中，第一核酸序列可操作地连接至第一启动子。在该方面的另外实施方式中，第一启动子为根特异性启动子，并且根特异性启动子任选地选自下述的组中：nfr1或nfr5/nfp启动子、epr3或epr3a启动子、莲属植物nfr5启动子、莲属植物nfr1启动子、玉米异构硫因启动子、壳质酶启动子、玉米zrp2启动子、番茄leextl启动子、谷氨酰胺合酶大豆根启动子、rcc3启动子、水稻遗蛋白启动子、lrr受体激酶启动子或拟南芥pco2启动子。在该方面的进一步实施方式中，第一启动子为组成型启动子，并且组成型启动子任选地选自下述的组中：camv35s启动子、camv35s启动子的衍生物、玉米泛素启动子、三叶草启动子、木薯叶脉花叶病毒启动子或拟南芥ubq10启动子。在可与具有epr3多肽或epr3样多肽的任何前述实施方式组合的该方面的又一实施方式，第
二核酸序列可操作地连接至第二启动子。在该方面的另外实施方式中，第二启动子为根特异性启动子，并且根特异性启动子任选地选自下述的组中：nfr1或nfr5/nfp启动子、epr3或epr3a启动子、莲属植物nfr5启动子、莲属植物nfr1启动子、玉米异构硫因启动子、壳质酶启动子、玉米zrp2启动子、番茄leextl启动子、谷氨酰胺合酶大豆根启动子、rcc3启动子、水稻遗蛋白启动子、lrr受体激酶启动子或拟南芥pco2启动子。在该方面的进一步实施方式中，第二启动子为组成型启动子，并且组成型启动子任选地选自下述的组中：camv35s启动子、camv35s启动子的衍生物、玉米泛素启动子、三叶草启动子、木薯叶脉花叶病毒启动子或拟南芥ubq10启动子。在可与任何前述实施方式组合的该方面的另外实施方式中，植物选自下述的组中：玉米(例如，玉米(maize)、玉米(zea mays))、水稻(例如，籼稻(indica rice)、粳稻(japonica rice)、香稻(aromatic rice)、糯米(glutinous rice)、亚洲栽培稻、非洲栽培稻(oryza glaberrima))，野生稻(例如，菰属(zizania)物种、刺叶稻属(porteresia)物种)，小麦(例如，普通小麦、斯佩尔特小麦、硬质小麦、单粒小麦、二粒小麦、卡姆小麦、普通小麦(triticum aestivum)、斯佩尔特小麦(triticum spelta)、硬质小麦(triticum durum)、乌拉尔图小麦(triticum urartu)、一粒小麦(triticum monococcum)、杂生小麦(triticum turanicum)、小麦属物种)，大麦(例如，大麦(hordeum vulgare))，高粱(例如，高粱(sorghum bicolor))，小米(例如，龙爪稷(finger millet)、福尼奥小米(fonio millet)、谷子(foxtail millet)、珍珠稷、稗子(barnyard millets)、子(eleusine coracana)、细柄黍(panicum sumatrense)、糜子(panicum milaceum)、小米、蜡烛稗(pennisetum glaucum)、马唐属(digitaria)物种、稗属(echinocloa)物种)，苔麸(teff)(例如，苔麸(eragrostis tef))，燕麦(例如，栽培燕麦(avena sativa))，黑小麦(例如，小黑麦(x triticosecale wittmack)、triticosecale schlanstedtense wittm.、triticosecale neoblaringhemii a.camus、triticosecale neoblaringhemii a.camus)，黑麦(例如，黑麦(secale cereale)、secale cereanum)，甘蔗(例如，白甘蔗(saccharum officinarum)，甘蔗属物种)，苹果(例如，苹果(malus pumila)、栽培苹果(malus x domestica)，苹果(pyrus malus))，梨(例如，西洋梨(pyrus communis)、鸭梨(pyrus
×
bretschneideri)、黄金梨(pyrus pyrifolia)、新疆梨(pyrus sinkiangensis)、川梨(pyrus pashia)、梨属(pyrus)物种)，李子(例如，布拉斯李树(mirabelle)、青梅(greengage)、西洋李子(damson)、欧洲李(prunus domestica)、空心李(prunus salicina)、梅花(prunus mume))，杏(例如，山杏(prunus armeniaca)、布里扬松杏(prunus brigantine)、东北杏(prunus mandshurica))，桃(例如，碧桃)，扁桃(例如，甜扁桃(prunus dulcis)、扁桃(prunus amygdalus))，胡桃(例如，波斯胡桃(persian walnut)、英国胡桃(english walnut)、黑胡桃(black walnut)、胡桃(juglans regia)、黑胡桃(juglans nigra)，白胡桃(juglans cinerea)、加州胡桃(juglans californica))，樱桃(例如，欧洲甜樱桃(prunus avium)、欧洲酸樱桃(prunus cerasus)、东京樱花(prunus yedoensis var.nudiflora))，草莓(例如，草莓(fragaria
×
ananassa)、智利草莓(fragaria chiloensis)、弗吉尼亚草莓(fragaria virginiana)、野草莓)，树莓(例如，欧洲红树莓、黑树莓、覆盆子(rubus idaeus l.)、美国黑树莓、红莓(rubus strigosus))，黑莓(例如，常青黑莓、喜马拉雅黑莓、黑莓(rubus fruticosus)、黑莓(rubus ursinus)、裂叶黑莓(rubus laciniatus)、尖齿黑莓(rubus argutus)、亚美尼亚黑莓(rubus armeniacus)、欧洲黑莓
(rubus plicatus)、榆叶黑莓(rubus ulmifolius)、阿勒格尼黑莓(rubus allegheniensis)、悬钩子亚属实心莓(eubatus)moriferi和ursini组)，红醋栗(例如，白醋栗，红茶藨子(ribes rubrum))，黑醋栗(例如，黑醋栗(cassis)、黑果茶藨(ribes nigrum))，醋栗(例如，鹅莓(ribes uva-crispa)、欧洲醋栗(ribes grossulari)、美洲醋栗(ribes hirtellum))，豇豆(cowpea)(例如，豇豆(vigna unguiculata))，甜瓜(例如，西瓜、冬瓜、卡萨巴甜瓜(casabas)、哈密瓜(cantaloupe)、白兰瓜(honeydew)、厚皮甜瓜、西瓜(citrullus lanatus)、冬瓜(benincasa hispida)、甜瓜(cucumis melo)、罗马甜瓜(cucumis melo cantalupensis)、冬甜瓜(cucumis melo inodorus)、网纹甜瓜(cucumis melo reticulatus))，黄瓜(例如，切黄瓜、腌制黄瓜、英国黄瓜、黄瓜(cucumis sativus))，南瓜(例如，美国南瓜(cucurbita pepo)，笋瓜(cucurbita maxima))，倭瓜(例如，葫芦、西葫芦(cucurbita argyrosperma)、黑子南瓜(cucurbita ficifolia)、笋瓜(cucurbita maxima)，中国南瓜)，葡萄(例如，葡萄(vitis vinifera)、山葡萄(vitis amurensis)，美洲葡萄(vitis labrusca)，白亮葡萄(vitis mustangensis)，河岸葡萄(vitis riparia)，圆叶葡萄(vitis rotundifolia))，大麻(例如，印度大麻、大麻(cannabis sativa))、啤酒花(例如，啤酒花(humulus lupulus))，桦树(例如，桦木属(betula)物种)，山毛榉(例如，欧洲山毛榉(fagus sylvatica)、山毛榉(fagus grandifolia)，山毛榉属(fagus)物种)，枣(例如，红枣、金丝枣(ziziphus jujube))，木薯(例如，树薯、丝兰、木薯(manihot esculenta))，杨树(例如，小黑杨(hybrid poplar)、毛果杨(populus trichocarpa)、欧洲山杨(populus tremula)、银白杨(populus alba)、杨属(populus)物种)，栗子(例如，板栗(castanea mollissima)、日本栗(castanea crenata)、美国栗(castanea dentata)、栗属(castanea)物种)，木贼叶木麻黄(例如，粗枝大麻黄)，玫瑰桉(例如，巨桉(eucalyptus grandis))，橡树(例如，软木橡树、软木橡树(quercus suber)、栎属(quercus)物种)，柑桔(例如，柠檬、青柠、橙、葡萄柚、柚子、香园、臭橘、香柠檬、酸橙、红橙、无核小蜜橘、克莱门氏小柑橘、柑橘、香橙、手指香檬、泰国柠檬、金橘、克莱门氏小柑橘(citrus clementina)、甜橙(citrus sinensis)、柑桔(trifoliata)、金橘(citrus japonica)、柚子(citrus maxima)、citrus australasica、柑橘(citrus reticulata)、citus aurantifolia、泰国柠檬(citrus hystrix)、葡萄柚(citrus
×
paradisi)、克莱门氏小柑橘(citrus
×
clementina)、柑桔属(citrus)物种)，马铃薯(例如，褐色马铃薯、黄色马铃薯、红色马铃薯、马铃薯(solanum tuberosum))，番茄(例如，番茄(solanum lycopersicum))，辣椒(例如，甜辣椒、柿子椒、小辣椒、红辣椒、capsicum l.)，甘薯(例如，甘薯(ipomoea batatas))，山药(例如，diascorea物种、oxalis tuberosa)，山黄麻属物种(例如，光叶山黄麻(trema cannabina)、trema cubense、trema discolor、trema domingensis、trema integerrima、trema lamarckiana、trema micrantha、异色山黄麻、trema philippinensis、trema strigilosa、山黄麻(trema tomentosa)、羽脉山黄麻)和麻风树属物种(例如，麻风树(jatropha curcas))。在可与任何前述实施方式组合的该方面的又一实施方式中，植物缺少功能性根瘤菌nod因子受体。在可与任何前述实施方式组合的该方面的仍另一实施方式中，植物不是豆类。在可与任何前述实施方式组合的该方面的另外实施方式中，植物不是拟南芥、烟草、百脉根或蒺藜状苜蓿。在可与任何上面的实施方式组合的该方面的进一步实施方式中，植物部分为叶子、茎、根、根原基、花、种子、果实、果仁、谷粒、细胞或其部分。该方面
的另外实施方式包括植物部分为果实、果仁或谷粒。
[0269]
在一些方面中，本公开涉及任何上面的实施方式的基因改变的植物的花粉粒或胚珠。
[0270]
在一些方面中，本公开涉及由任何上面的实施方式的植物产生的原生质体。
[0271]
在一些方面中，本公开涉及由来自任何上面的实施方式的植物的原生质体或细胞产生的组织培养物，其中细胞或原生质体由选自下述的组中的植物部分产生：叶子、花药、雌蕊、茎、叶柄、根、根原基、根尖、果实、种子、花、子叶、下胚轴、胚芽或分生组织细胞。
[0272]
产生和培养基因改变的植物的方法
[0273]
本公开的另一方面包括产生任何上面的实施方式的基因改变的植物的方法，包括将基因变化引入至包括编码异源epr3多肽或epr3样多肽的第一核酸序列的植物。该方面的另外实施方式包括第一核酸序列可操作地连接至第一启动子。该方面的又一实施方式包括第一启动子为根特异性启动子，并且根特异性启动子任选地选自下述的组中：nfr1或nfr5/nfp启动子、epr3或epr3a启动子、莲属植物nfr5启动子、莲属植物nfr1启动子、玉米异构硫因启动子、壳质酶启动子、玉米zrp2启动子、番茄leextl启动子、谷氨酰胺合酶大豆根启动子、rcc3启动子、水稻遗蛋白启动子、lrr受体激酶启动子或拟南芥pco2启动子。该方面的仍另一实施方式包括第一启动子为组成型启动子，并且组成型启动子任选地选自下述的组中：camv35s启动子、camv35s启动子的衍生物、玉米泛素启动子、三叶草启动子、木薯叶脉花叶病毒启动子或拟南芥ubq10启动子。该方面的另外实施方式进一步包括将基因变化引入至包括编码异源epr3a或epr3a样多肽的第二核酸序列的植物。该方面的进一步实施方式包括第二核酸序列可操作地连接至第二启动子。该方面的又一实施方式包括第二启动子为根特异性启动子，并且根特异性启动子任选地选自下述的组中：nfr1或nfr5/nfp启动子、epr3或epr3a启动子、莲属植物nfr5启动子、莲属植物nfr1启动子、玉米异构硫因启动子、壳质酶启动子、玉米zrp2启动子、番茄leextl启动子、谷氨酰胺合酶大豆根启动子、rcc3启动子、水稻遗蛋白启动子、lrr受体激酶启动子或拟南芥pco2启动子。该方面的仍另一实施方式包括第二启动子为组成型启动子，并且组成型启动子任选地选自由下述组成的组中：camv35s启动子、camv35s启动子的衍生物、玉米泛素启动子、三叶草启动子、木薯叶脉花叶病毒启动子或拟南芥ubq10启动子。在可与任何前述实施方式组合的该方面的进一步实施方式中，第一核酸序列被插入植物的基因组，以便核酸序列可操作地连接至第一内源启动子。该方面的另外实施方式包括第一内源启动子为根特异性启动子。在可与具有第二核酸序列的任何前述实施方式组合的该方面的又一实施方式中，第二核酸序列被插入植物的基因组，以便核酸序列可操作地连接至第二内源启动子。该方面的进一步实施方式包括第二内源启动子为根特异性启动子。可与具有被插入植物的基因组的第一核酸序列或被插入植物的基因组的第二核酸序列的任何前述实施方式组合的该方面的又一实施方式，包括源自使用一个或多个靶向可操作地连接至内源启动子的细胞核基因组序列的基因编辑组件的插入(insertion)。该方面的仍另一实施方式包括选自下述的组中的一个或多个基因编辑组件：靶向细胞核基因组序列的核糖核蛋白复合物；包括talen蛋白质编码序列的载体，其中talen蛋白质靶向细胞核基因组序列；包括zfn蛋白质编码序列的载体，其中zfn蛋白质靶向细胞核基因组序列；寡核苷酸供体(odn)，其中odn靶向细胞核基因组序列；或包括crispr/cas酶编码序列和靶向序列的载体，其中靶向序列靶向细胞核基因组序列。
[0274]
本公开的另外方面涉及产生具有修饰的多肽的任何一个前述实施方式的基因改变的植物的方法，包括基因编辑编码植物中的内源lysm受体多肽的基因，以包括修饰的胞外域。在该方面的进一步实施方式中，内源lysm受体多肽为内源epr3多肽或epr3样多肽。在可与任何前述实施方式组合的该方面的另一实施方式中，通过如下生成修饰的epr3多肽或epr3样多肽：(a)提供异源epr3多肽或epr3样多肽模型，包括对于有益共生微生物具有选择性的异源epr3多肽或epr3样多肽和未修饰的epr3多肽或epr3样多肽的m1结构域、m2结构域、lysm3结构域、其任何组合，或胞外域的结构模型、分子模型、表面特点模型和/或静电势模型；(b)通过比较未修饰的epr3多肽或epr3样多肽中的寡糖结合特征的氨基酸残基与异源epr3多肽或epr3样多肽模型中对应的氨基酸残基，鉴定未修饰的epr3多肽或epr3样多肽中用于修饰的一个或多个氨基酸残基；和(c)生成未修饰的epr3多肽或epr3样多肽，其中未修饰的epr3多肽或epr3样多肽的寡糖结合特征中的一个或多个氨基酸残基已经被来自异源epr3多肽或epr3样多肽的对应的氨基酸残基替换。选择性可意指有益共生微生物的正向选择、不是有益的共生的其他微生物的负向选择，或其组合。该方面的又一实施方式包括异源epr3多肽或epr3样多肽模型为蛋白质晶体结构、分子模型、冷冻电镜结构或nmr结构。在该方面的另外实施方式中，内源lysm受体多肽为内源epr3a或epr3a样多肽。在该方面的另一实施方式中，通过如下生成修饰的epr3a或epr3a样多肽：(a)提供异源epr3a或epr3a样多肽模型，包括对于有益共生微生物具有选择性的异源epr3a或epr3a样多肽和未修饰的epr3a或epr3a样多肽的m1结构域、m2结构域、lysm3结构域、其任何组合，或胞外域的结构模型、分子模型、表面特点模型和/或静电势模型；(b)通过比较未修饰的epr3a或epr3a样多肽中寡糖结合特征的氨基酸残基与异源epr3a或epr3a样多肽模型中对应的氨基酸残基，鉴定未修饰的epr3a或epr3a样多肽中用于修饰的一个或多个氨基酸残基；和(c)生成未修饰的epr3a或epr3a样多肽，其中未修饰的epr3a或epr3a样多肽的寡糖结合特征中的一个或多个氨基酸残基已经被来自异源epr3a或epr3a样多肽的对应的氨基酸残基替换。选择性可意指有益共生微生物的正向选择、不是有益的共生的其他微生物的负向选择，或其组合。该方面的又一实施方式包括异源epr3a或epr3a样多肽模型为蛋白质晶体结构、分子模型、冷冻电镜结构或nmr结构。可与任何前述实施方式组合的该方面的进一步实施方式包括通过任何一个前述实施方式的方法产生的植物或植物部分。
[0275]
本公开的进一步方面涉及产生任何上面的实施方式的基因改变的植物的方法，包括将基因变化引入至包括编码异源epr3a或epr3a样多肽的第一核酸序列的植物。该方面的另外实施方式包括第一核酸序列可操作地连接至第一启动子。该方面的又一实施方式包括第一启动子为根特异性启动子，并且根特异性启动子任选地选自下述的组中：nfr1或nfr5/nfp启动子、epr3或epr3a启动子、莲属植物nfr5启动子、莲属植物nfr1启动子、玉米异构硫因启动子、壳质酶启动子、玉米zrp2启动子、番茄leextl启动子、谷氨酰胺合酶大豆根启动子、rcc3启动子、水稻遗蛋白启动子、lrr受体激酶启动子或拟南芥pco2启动子。该方面的仍另一实施方式包括第一启动子为组成型启动子，并且组成型启动子任选地选自下述的组中：camv35s启动子、camv35s启动子的衍生物、玉米泛素启动子、三叶草启动子、木薯叶脉花叶病毒启动子或拟南芥ubq10启动子。该方面的另外实施方式进一步包括将基因变化引入至包括编码异源epr3多肽或epr3样多肽的第二核酸序列的植物。该方面的进一步实施方式包括第二核酸序列可操作地连接至第二启动子。该方面的又一实施方式包括第二启动子为
根特异性启动子，并且根特异性启动子任选地选自下述的组中：nfr1或nfr5/nfp启动子、epr3或epr3a启动子、莲属植物nfr5启动子、莲属植物nfr1启动子、玉米异构硫因启动子、壳质酶启动子、玉米zrp2启动子、番茄leextl启动子、谷氨酰胺合酶大豆根启动子、rcc3启动子、水稻遗蛋白启动子、lrr受体激酶启动子或拟南芥pco2启动子。该方面的仍另一实施方式包括第二启动子为组成型启动子，并且组成型启动子任选地选自由下述组成的组中：camv35s启动子、camv35s启动子的衍生物、玉米泛素启动子、三叶草启动子、木薯叶脉花叶病毒启动子或拟南芥ubq10启动子。在可与任何前述实施方式组合的该方面的进一步实施方式中，第一核酸序列被插入植物的基因组，以便核酸序列可操作地连接至第一内源启动子。该方面的另外实施方式包括第一内源启动子为根特异性启动子。在可与具有第二核酸序列的任何前述实施方式组合的该方面的又一实施方式中，第二核酸序列被插入植物的基因组，以便核酸序列可操作地连接至第二内源启动子。该方面的进一步实施方式包括第二内源启动子为根特异性启动子。可与具有被插入植物的基因组的第一核酸序列或被插入植物的基因组的第二核酸序列的任何前述实施方式组合的该方面的又一实施方式，包括源自使用靶向可操作地连接至内源启动子的细胞核基因组序列的一个或多个基因编辑组件的插入。该方面的仍另一实施方式包括选自下述的组中的一个或多个基因编辑组件：靶向细胞核基因组序列的核糖核蛋白复合物；包括talen蛋白质编码序列的载体，其中talen蛋白质靶向细胞核基因组序列；包括zfn蛋白质编码序列的载体，其中zfn蛋白质靶向细胞核基因组序列；寡核苷酸供体(odn)，其中odn靶向细胞核基因组序列；或包括crispr/cas酶编码序列和靶向序列的载体，其中靶向序列靶向细胞核基因组序列。
[0276]
本公开的另外方面涉及产生具有修饰的多肽的任何一个前述实施方式的基因改变的植物的方法，包括基因编辑编码植物中的内源lysm受体多肽的基因，以包括修饰的胞外域。在该方面的进一步实施方式中，内源lysm受体多肽为内源epr3a或epr3a样多肽。在可与任何前述实施方式组合的该方面的另一实施方式中，通过如下生成修饰的epr3a或epr3a样多肽：(a)提供异源epr3a或epr3a样多肽模型，包括对于有益共生微生物具有选择性的异源epr3a或epr3a样多肽和未修饰的epr3a或epr3a样多肽的m1结构域、m2结构域、lysm3结构域、其任何组合，或胞外域的结构模型、分子模型、表面特点模型和/或静电势模型；(b)通过比较未修饰的epr3a或epr3a样多肽中寡糖结合特征的氨基酸残基与异源epr3a或epr3a样多肽模型中对应的氨基酸残基，鉴定未修饰的epr3a或epr3a样多肽中用于修饰的一个或多个氨基酸残基；和(c)生成未修饰的epr3a或epr3a样多肽，其中未修饰的epr3a或epr3a样多肽的寡糖结合特征中的一个或多个氨基酸残基已经被来自异源epr3a或epr3a样多肽的对应的氨基酸残基替换。选择性可意指有益共生微生物的正向选择、不是有益的共生的其他微生物的负向选择，或其组合。该方面的又一实施方式包括异源epr3a或epr3a样多肽模型为蛋白质晶体结构、分子模型、冷冻电镜结构或nmr结构。在该方面的另外实施方式中，内源lysm受体多肽为内源epr3多肽或epr3样多肽。在该方面的另一实施方式中，通过如下生成修饰的epr3多肽或epr3样多肽：(a)提供异源epr3多肽或epr3样多肽模型，包括对于有益共生微生物具有选择性的异源epr3多肽或epr3样多肽和未修饰的epr3多肽或epr3样多肽的m1结构域、m2结构域、lysm3结构域、其任何组合，或胞外域的结构模型、分子模型、表面特点模型和/或静电势模型；(b)通过比较未修饰的epr3多肽或epr3样多肽中的寡糖结合特征的氨基酸残基与异源epr3多肽或epr3样多肽模型中对应的氨基酸残基，鉴定未修饰的epr3多
肽或epr3样多肽中用于修饰的一个或多个氨基酸残基；和(c)生成未修饰的epr3多肽或epr3样多肽，其中未修饰的epr3多肽或epr3样多肽的寡糖结合特征中的一个或多个氨基酸残基已经被来自异源epr3多肽或epr3样多肽的对应的氨基酸残基替换。选择性可意指有益共生微生物的正向选择、不是有益的共生的其他微生物的负向选择，或其组合。该方面的又一实施方式包括异源epr3多肽或epr3样多肽模型为蛋白质晶体结构、分子模型、冷冻电镜结构或nmr结构。可与任何前述实施方式组合的该方面的进一步实施方式包括通过任何一个前述实施方式的方法产生的植物或植物部分。
[0277]
本公开的仍另一方面包括培养具有基因改变的植物的任何前述实施方式的基因改变的植物的方法，包括下述步骤：a)在土壤中种植基因改变的秧苗、基因改变的小植株、基因改变的插条、基因改变的块茎、基因改变的根、或基因改变的种子，以产生基因改变的植物，或将基因改变的秧苗、基因改变的小植株或基因改变的插条移植至土壤中生长的砧木或第二植物，以产生基因改变的植物；b)培养植物以产生可收获的种子、可收获的叶子、可收获的根、可收获的插条、可收获的木材、可收获的果实、可收获的果仁、可收获的块茎和/或可收获的谷粒；和收获可收获的种子、可收获的叶子、可收获的根、可收获的插条、可收获的木材、可收获的果实、可收获的果仁、可收获的块茎和/或可收获的谷粒；和c)收获可收获的种子、可收获的叶子、可收获的根、可收获的插条、可收获的木材、可收获的果实、可收获的果仁、可收获的块茎和/或可收获的谷粒。
[0278]
鉴定有益共生微生物的方法
[0279]
本公开的仍另一方面涉及鉴定能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物的方法，包括：a)提供第一多肽，包括植物的epr3多肽或epr3样多肽、epr3多肽或epr3样多肽的胞外域、epr3多肽或epr3样多肽的m1结构域、epr3多肽或epr3样多肽的m2结构域，或者epr3多肽或epr3样多肽的lysm3结构域；b)使第一多肽接触包括微生物或由微生物产生的eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物的样品；和c)检测由微生物产生的eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物与多肽的结合，其中eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物与多肽的结合指示微生物为能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物；任选地，检测植物根际或内圈中伯克氏菌和/或根瘤菌的分类群的富集，其中植物根际或内圈中伯克氏菌和/或根瘤菌的分类群的富集指示微生物为能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物；任选地，检测是通过任选地选自下述的功能性试验：(i)检测植物根际或内圈中伯克氏菌和/或根瘤菌的分类群的富集，其中植物根际或内圈中伯克氏菌和/或根瘤菌的分类群的富集指示微生物为能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物；任选地，(ii)检测植物根系统中的结瘤，其中结瘤指示微生物为能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物；和/或(iii)检测植物根系统中的菌根化，其中菌根化指示微生物为能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物，或任选地检测是通过任选地选自下述的直接结合试验：(1)竞争试验，任选地用已知的信号传导糖，或(2)亲和性试验，任选地其中检测的亲和性与对于已知的信号传导糖的亲和性进行比较。该方面的进一步实施方式进一步包括提供第二多肽，包括步骤(a)中的植物的epr3a或epr3a样多肽、epr3a或epr3a样多肽的胞外域、epr3a或epr3a样多肽的m1结构域、epr3a或epr3a样多肽的m2结构域，或者epr3a或epr3a样多肽的lysm3结构域，其中第二多肽接触第一多肽。如果在步骤(c)中检测到结合，则该方面的另外实施方式进一步包括步骤(d)培养有益共生微生物。该方面的又一实施
方式进一步包括步骤(e)将有益共生微生物施加至植物或其部分。该方面的进一步实施方式包括植物部分为植物繁殖材料，任选地种子、块茎或小植株，和将有益共生微生物施加至植物繁殖材料，任选地施加至种子作为种皮的一部分、施加至块茎，或施加至小植株的根。该方面的另外实施方式包括植物部分为植物营养材料或繁殖材料，任选地根、嫩芽、茎、花粉粒或胚珠，并且将有益共生微生物施加至植物营养材料或植物的繁殖材料，任选地作为包衣、溶液或粉末的一部分。该方面的仍另一实施方式进一步包括步骤(e)施加有益共生微生物，任选地与土壤相容的载体、真菌载体或其中植物正在生长或要生长的生长培养基，任选地土壤混合。可与具有epr3多肽或epr3样多肽的胞外域的任何前述实施方式组合的该方面的又一实施方式，包括与seq id no:1[百脉根(epr3)]、seq id no:2[鹰嘴豆(xp_004489790.1)]、seq id no:3[苜蓿属(xp_003613165.1)]、seq id no:4[大豆(xp_003517716.1)]、seq id no:5[菜豆属(xp_007157313.1)]、seq id no:6[杨属(xp_002322185.1)]、seq id no:7[苹果属(xp_008340354.1)]、seq id no:8[葡萄属(xp_002272814.2)]、seq id no:9[可可属(xp_007036352.1)]、seq id no:10[蓖麻(xp_002527912.1)]、seq id no:11[草莓属(xp_004300916.1)]、seq id no:12[玉米(xp_008657477.1)]、seq id no:13[水稻(xp_015628733.1)]、seq id no:14[小麦(cdm80098.1)]或seq id no:15[大麦(mloc_5489.2)]的胞外域具有至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性的epr3多肽或epr3样多肽的胞外域。可与具有epr3多肽或epr3样多肽的胞外域的任何前述实施方式组合的该方面的另外实施方式，包括epr3多肽或epr3样多肽的胞外域为seq id no:1[百脉根(epr3)]、seq id no:2[鹰嘴豆(xp_004489790.1)]、seq id no:3[苜蓿属(xp_003613165.1)]、seq id no:4[大豆(xp_003517716.1)]、seq id no:5[菜豆属(xp_007157313.1)]、seq id no:6[杨属(xp_002322185.1)]、seq id no:7[苹果属(xp_008340354.1)]、seq id no:8[葡萄属(xp_002272814.2)]、seq id no:9[可可属(xp_007036352.1)]、seq id no:10[蓖麻(xp_002527912.1)]、seq id no:11[草莓属(xp_004300916.1)]、seq id no:12[玉米(xp_008657477.1)]、seq id no:13[水稻(xp_015628733.1)]、seq id no:14[小麦(cdm80098.1)]或seq id no:15[大麦(mloc_5489.2)]的胞外域。可与具有epr3a或epr3a样多肽的胞外域的任何前述实施方式组合的该方面的进一步实施方式，包括与seq id no:62[百脉根(epr3a)]、seq id no:63、seq id no:64、seq id no:65、seq id no:66、seq id no:67、seq id no:68、seq id no:69、seq id no:70、seq id no:71、seq id no:72、seq id no:73、seq id no:74、seq id no:75、seq id no:76、seq id no:77、seq id no:78、seq id no:79、seq id no:80、seq id no:81、seq id no:82、seq id no:83、seq id no:84、seq id no:85、seq id no:86、seq id no:87、seq id no:88、seq id no:89、seq id no:90、seq id no:91或seq id no:92的胞外域具有至少70％序列同一
性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性的epr3a或epr3a样多肽的胞外域。可与具有epr3a或epr3a样多肽的胞外域的任何前述实施方式组合的该方面的又一实施方式，包括epr3a或epr3a样多肽的胞外域为seq id no:62[百脉根(epr3a)]、seq id no:63、seq id no:64、seq id no:65、seq id no:66、seq id no:67、seq id no:68、seq id no:69、seq id no:70、seq id no:71、seq id no:72、seq id no:73、seq id no:74、seq id no:75、seq id no:76、seq id no:77、seq id no:78、seq id no:79、seq id no:80、seq id no:81、seq id no:82、seq id no:83、seq id no:84、seq id no:85、seq id no:86、seq id no:87、seq id no:88、seq id no:89、seq id no:90、seq id no:91或seq id no:92的胞外域。该方面的仍另一实施方式包括有益共生微生物为共生细菌，任选地固氮菌或菌根真菌。
[0280]
本公开的仍另一方面涉及鉴定能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物的方法，包括：a)提供第一多肽，其包括植物的epr3a或epr3a样多肽、epr3a或epr3a样多肽的胞外域、epr3a或epr3a样多肽的m1结构域、epr3a或epr3a样多肽的m2结构域，或者epr3a或epr3a样多肽的lysm3结构域；b)使第一多肽接触包括微生物或由微生物产生的eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物的样品；和c)检测由微生物产生的eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物与多肽的结合，其中eps、β-葡聚糖、环β-葡聚糖、lps或表面碳水化合物与多肽的结合指示微生物为能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物；任选地，检测植物根际或内圈中伯克氏菌和/或根瘤菌的分类群的富集，其中植物根际或内圈中伯克氏菌和/或根瘤菌的分类群的富集指示微生物为能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物；任选地，检测是通过任选地选自下述的功能性试验：(i)检测植物根际或内圈中伯克氏菌和/或根瘤菌的分类群的富集，其中植物根际或内圈中伯克氏菌和/或根瘤菌的分类群的富集指示微生物为能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物；任选地，(ii)检测植物根系统中的结瘤，其中结瘤指示微生物为能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物；和/或(iii)检测植物根系统中的菌根化，其中菌根化指示微生物为能够参与植物根微生物群系的有益共生微生物，或任选地检测是通过任选地选自下述的直接结合试验：(1)竞争试验，任选地用已知的信号传导糖，或(2)亲和性试验，任选地其中检测的亲和性与对于已知的信号传导糖的亲和性进行比较。该方面的进一步实施方式进一步包括提供第二多肽，其包括步骤(a)中植物的epr3多肽或epr3样多肽、epr3多肽或epr3样多肽的胞外域、epr3多肽或epr3样多肽的m1结构域、epr3多肽或epr3样多肽的m2结构域，或者epr3多肽或epr3样多肽的lysm3结构域，其中第二多肽接触第一多肽。如果在步骤(c)中检测到结合，则该方面的另外实施方式进一步包括步骤(d)培养有益共生微生物。该方面的又一实施方式进一步包括步骤(e)将有益共生微生物施加至植物或其部分。该方面的进一步实施方式包括植物部分为植物繁殖材料，任选地种子、块茎或小植株，和将有益共生微生物施加至植
物繁殖材料，任选地施加至种子作为种皮的一部分、施加至块茎，或施加至小植株的根。该方面的另外实施方式包括植物部分为植物营养材料或繁殖材料，任选地根、嫩芽、茎、花粉粒或胚珠，并且将有益共生微生物施加至植物营养材料或植物的繁殖材料，任选地作为包衣、溶液或粉末的一部分。该方面的仍另一实施方式进一步包括步骤(e)施加有益共生微生物，任选地与土壤相容的载体、真菌载体或其中植物正在生长或要生长的生长培养基，任选地土壤混合。可与具有epr3a或epr3a样多肽的胞外域的任何前述实施方式组合的该方面的进一步实施方式，包括与seq id no:62[百脉根(epr3a)]、seq id no:63、seq id no:64、seq id no:65、seq id no:66、seq id no:67、seq id no:68、seq id no:69、seq id no:70、seq id no:71、seq id no:72、seq id no:73、seq id no:74、seq id no:75、seq id no:76、seq id no:77、seq id no:78、seq id no:79、seq id no:80、seq id no:81、seq id no:82、seq id no:83、seq id no:84、seq id no:85、seq id no:86、seq id no:87、seq id no:88、seq id no:89、seq id no:90、seq id no:91或seq id no:92的胞外域具有至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性的epr3a或epr3a样多肽的胞外域。可与具有epr3a或epr3a样多肽的胞外域的任何前述实施方式组合的该方面的又一实施方式，包括epr3a或epr3a样多肽的胞外域为seq id no:62[百脉根(epr3a)]、seq id no:63、seq id no:64、seq id no:65、seq id no:66、seq id no:67、seq id no:68、seq id no:69、seq id no:70、seq id no:71、seq id no:72、seq id no:73、seq id no:74、seq id no:75、seq id no:76、seq id no:77、seq id no:78、seq id no:79、seq id no:80、seq id no:81、seq id no:82、seq id no:83、seq id no:84、seq id no:85、seq id no:86、seq id no:87、seq id no:88、seq id no:89、seq id no:90、seq id no:91或seq id no:92的胞外域。可与具有epr3多肽或epr3样多肽的胞外域的任何前述实施方式组合的该方面的又一实施方式，包括与seq id no:1[百脉根(epr3)]、seq id no:2[鹰嘴豆(xp_004489790.1)]、seq id no:3[苜蓿属(xp_003613165.1)]、seq id no:4[大豆(xp_003517716.1)]、seq id no:5[菜豆属(xp_007157313.1)]、seq id no:6[杨属(xp_002322185.1)]、seq id no:7[苹果属(xp_008340354.1)]、seq id no:8[葡萄属(xp_002272814.2)]、seq id no:9[可可属(xp_007036352.1)]、seq id no:10[蓖麻(xp_002527912.1)]、seq id no:11[草莓属(xp_004300916.1)]、seq id no:12[玉米(xp_008657477.1)]、seq id no:13[水稻(xp_015628733.1)]、seq id no:14[小麦(cdm80098.1)]或seq id no:15[大麦(mloc_5489.2)]的胞外域具有至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％
序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性的epr3多肽或epr3样多肽的胞外域。可与具有epr3多肽或epr3样多肽的胞外域的任何前述实施方式组合的该方面的另外实施方式，包括epr3多肽或epr3样多肽的胞外域为seq id no:1[百脉根(epr3)]、seq id no:2[鹰嘴豆(xp_004489790.1)]、seq id no:3[苜蓿属(xp_003613165.1)]、seq id no:4[大豆(xp_003517716.1)]、seq id no:5[菜豆属(xp_007157313.1)]、seq id no:6[杨属(xp_002322185.1)]、seq id no:7[苹果属(xp_008340354.1)]、seq id no:8[葡萄属(xp_002272814.2)]、seq id no:9[可可属(xp_007036352.1)]、seq id no:10[蓖麻(xp_002527912.1)]、seq id no:11[草莓属(xp_004300916.1)]、seq id no:12[玉米(xp_008657477.1)]、seq id no:13[水稻(xp_015628733.1)]、seq id no:14[小麦(cdm80098.1)]或seq id no:15[大麦(mloc_5489.2)]的胞外域。该方面的仍另一实施方式包括有益共生微生物为共生细菌，任选地固氮菌或菌根真菌。
[0281]
产生基因改变的植物和植物细胞的分子生物方法
[0282]
本发明的一个实施方式提供基因改变的植物或植物细胞，其含有编码异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽的第一核酸序列，和任选地含有编码异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽的第二核酸序列，用于与在相同条件下的野生型植物相比增加对于有益共生微生物的选择性。本发明的另一实施方式提供基因改变的植物或植物细胞，其含有编码异源epr3a或epr3a样多肽或者修饰的epr3a或epr3a样多肽的第一核酸序列，和任选地含有编码异源epr3多肽或epr3样多肽或修饰的epr3多肽或epr3样多肽的第二核酸序列，用于与在相同条件下的野生型植物相比增加对于有益共生微生物的选择性。选择性可意指有益共生微生物的正向选择、不是有益的共生的其他微生物的负向选择，或其组合。
[0283]
本发明的某些方面涉及百脉根蛋白质epr3(seq id no:61)。epr3为单程跨膜受体激酶，其具有球状部分和茎部分的胞外域(图3d)、跨膜结构域，和激酶结构域(图3e)。epr3胞外域具有三个结构域，m1、m2和lysm3，其中的每一个含有具体的α-螺旋和β-折叠二级结构(图2a)。本公开的进一步方面涉及epr3的同源物或直向同源物(例如，epr3样蛋白质)。在一些实施方式中，同源物或直系同源物结构上与百脉根epr3类似。如图4a-图4c中显示，其他植物物种具有与百脉根epr3同源的蛋白质，具有相同的m1、m2和lysm3区域，其含有具体的α-螺旋和β-折叠二级结构。
[0284]
本公开的异源epr3多肽或epr3样多肽包括来自双子叶植物(豆类或非豆类)植物物种或单子叶植物植物物种的epr3多肽或epr3样多肽。该方面的另外实施方式包括选自下述的组中的异源epr3多肽或epr3样多肽：第一多肽，其与seq id no:1[百脉根(bai79269.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少
89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第二多肽，其与seq id no:2[鹰嘴豆(xp_004489790.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第三多肽，其与seq id no:3[苜蓿属(xp_003613165.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第四多肽，其与seq id no:4[大豆(xp_003517716.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第五多肽，其与seq id no:5[菜豆属(xp_007157313.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第六多肽，其与seq id no:6[杨属(xp_002322185.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一
性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第七多肽，其与seq id no:7[苹果属(xp_008340354.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第八多肽，其与seq id no:8[葡萄属(xp_002272814.2)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第九多肽，其与seq id no:9[可可属(xp_007036352.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第十多肽，其与seq id no:10[蓖麻(xp_002527912.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第十一多肽，其与seq id no:11[草莓属(xp_004300916.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序
列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第十二多肽，其与seq id no:12[玉米(xp_008657477.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第十三多肽，其与seq id no:13[水稻(xp_015628733.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；第十四多肽，其与seq id no:14[小麦(cdm80098.1)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性；或第十五多肽，其与seq id no:15[大麦(mloc_5489.2)]至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性。该方面的进一步实施方式
no:122、seq id no:123、seq id no:124、seq id no:125、seq id no:126、seq id no:127、seq id no:128、seq id no:129、seq id no:130、seq id no:131、seq id no:132、seq id no:133、seq id no:134、seq id no:135、seq id no:136、seq id no:137、seq id no:138、seq id no:139、seq id no:140、seq id no:141、seq id no:142、seq id no:143、seq id no:144、seq id no:145、seq id no:146、seq id no:147、seq id no:148、seq id no:149、seq id no:150、seq id no:151、seq id no:152、seq id no:153、seq id no:154、seq id no:155、seq id no:156、seq id no:157、seq id no:158、seq id no:159、seq id no:160、seq id no:161、seq id no:162、seq id no:163、seq id no:164、seq id no:165、seq id no:166、seq id no:167、seq id no:168、seq id no:169、seq id no:170、seq id no:171、seq id no:172、seq id no:173、seq id no:174、seq id no:175、seq id no:176、seq id no:177、seq id no:178、seq id no:179、seq id no:180、seq id no:181、seq id no:182、seq id no:183、seq id no:184、seq id no:185、seq id no:186或seq id no:187。
[0285]
本公开的修饰的epr3多肽或epr3样多肽包括包含修饰的胞外域的epr3多肽或epr3样多肽，修饰的胞外域已经被异源epr3多肽或epr3样多肽的所有或部分胞外域，任选地所有或部分m1结构域、m2结构域、lysm3结构域或所有三个结构域替换。在该方面的另外实施方式中，替换的部分是胞外域或，任选地所有或部分m1结构域、m2结构域、lysm3结构域或所有三个结构域的至少10％、至少11％、至少12％、至少13％、至少14％、至少15％、至少16％、至少17％、至少18％、至少19％、至少20％、至少21％、至少22％、至少23％、至少24％、至少25％、至少26％、至少27％、至少28％、至少29％、至少30％、至少31％、至少32％、至少33％、至少34％、至少35％、至少36％、至少37％、至少38％、至少39％、至少40％、至少41％、至少42％、至少43％、至少44％、至少45％、至少46％、至少47％、至少48％、至少49％、至少50％、至少51％、至少52％、至少53％、至少54％、至少55％、至少56％、至少57％、至少58％、至少59％、至少60％、至少61％、至少62％、至少63％、至少64％、至少65％、至少66％、至少67％、至少68％、至少69％、至少70％、至少71％、至少72％、至少73％、至少74％、至少75％、至少76％、至少77％、至少78％、至少79％、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％、小于10％、小于11％、小于12％、小于13％、小于14％、小于15％、小于16％、小于17％、小于18％、小于19％、小于20％、小于21％、小于22％、小于23％、小于24％、小于25％、小于26％、小于27％、小于28％、小于29％、小于30％、小于31％、小于32％、小于33％、小于34％、小于35％、小于36％、小于37％、小于38％、小于39％、小于40％、小于41％、小于42％、小于43％、小于44％、小于45％、小于46％、小于47％、小于48％、小于49％、小于50％、小于51％、小于52％、小于53％、小于54％、小于55％、小于56％、小于57％、小于58％、小于59％、小于60％、小于61％、小于62％、小于63％、小于64％、小于65％、小于66％、小于67％、小于68％、小于69％、小于70％、小于71％、小于72％、小于73％、小于74％、小于75％、小于76％、小于77％、小于78％、小于79％、小于80％、小于81％、小于82％、小于83％、小于84％、小于85％、小于86％、小于87％、小于88％、小于89％或小于90％。该方面的进一步实施方式包括epr3多肽或epr3样多肽为内源epr3多肽或epr3样多肽。
[0286]
本发明的某些方面涉及百脉根蛋白质epr3a(seq id no:62)。epr3a与epr3具有65％氨基酸同一性(图11b)，并且，基于与epr3的同源性，为单程跨膜受体激酶，其具有球状
部分和茎部分的胞外域、跨膜结构域和激酶结构域(图19a-图19b)。本公开的进一步方面涉及epr3a的同源物或直向同源物(例如，epr3a样蛋白质)。在一些实施方式中，同源物或直系同源物结构上与百脉根epr3a类似。图25a-图25w显示了百脉根epr3a与来自其它植物物种的epr3a样蛋白质的比对。
[0287]
本公开的异源epr3a或epr3a样多肽包括来自双子叶植物(豆类或非豆类)植物物种或单子叶植物植物物种的epr3a或epr3a样多肽。该方面的另外实施方式包括选自下述的组中的异源epr3a或epr3a样多肽：与seq id no:62、seq id no:63、seq id no:64、seq id no:65、seq id no:66、seq id no:67、seq id no:68、seq id no:69、seq id no:70、seq id no:71、seq id no:72、seq id no:73、seq id no:74、seq id no:75、seq id no:76、seq id no:77、seq id no:78、seq id no:79、seq id no:80、seq id no:81、seq id no:82、seq id no:83、seq id no:84、seq id no:85、seq id no:86、seq id no:87、seq id no:88、seq id no:89、seq id no:90、seq id no:91或seq id no:92至少70％序列同一性、至少71％序列同一性、至少72％序列同一性、至少73％序列同一性、至少74％序列同一性、至少75％序列同一性、至少76％序列同一性、至少77％序列同一性、至少78％序列同一性、至少79％序列同一性、至少80％序列同一性、至少81％序列同一性、至少82％序列同一性、至少83％序列同一性、至少84％序列同一性、至少85％序列同一性、至少86％序列同一性、至少87％序列同一性、至少88％序列同一性、至少89％序列同一性、至少90％序列同一性、至少91％序列同一性、至少92％序列同一性、至少93％序列同一性、至少94％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性或至少99％序列同一性的多肽。该方面的进一步实施方式包括选自下述的组中的异源epr3a或epr3a样多肽：seq id no:62、seq id no:63、seq id no:64、seq id no:65、seq id no:66、seq id no:67、seq id no:68、seq id no:69、seq id no:70、seq id no:71、seq id no:72、seq id no:73、seq id no:74、seq id no:75、seq id no:76、seq id no:77、seq id no:78、seq id no:79、seq id no:80、seq id no:81、seq id no:82、seq id no:83、seq id no:84、seq id no:85、seq id no:86、seq id no:87、seq id no:88、seq id no:89、seq id no:90、seq id no:91或seq id no:92。
[0288]
本公开的修饰的epr3a或epr3a样多肽包括包含修饰的胞外域的epr3a或epr3a样多肽，修饰的胞外域已经被异源epr3a或epr3a样多肽的所有或部分胞外域，任选地所有或部分m1结构域、m2结构域、lysm3结构域或所有三个结构域替换。在该方面的另外实施方式中，替换的部分是胞外域或，任选地所有或部分m1结构域、m2结构域、lysm3结构域或所有三个结构域的至少10％、至少11％、至少12％、至少13％、至少14％、至少15％、至少16％、至少17％、至少18％、至少19％、至少20％、至少21％、至少22％、至少23％、至少24％、至少25％、至少26％、至少27％、至少28％、至少29％、至少30％、至少31％、至少32％、至少33％、至少34％、至少35％、至少36％、至少37％、至少38％、至少39％、至少40％、至少41％、至少42％、至少43％、至少44％、至少45％、至少46％、至少47％、至少48％、至少49％、至少50％、至少51％、至少52％、至少53％、至少54％、至少55％、至少56％、至少57％、至少58％、至少59％、至少60％、至少61％、至少62％、至少63％、至少64％、至少65％、至少66％、至少67％、至少68％、至少69％、至少70％、至少71％、至少72％、至少73％、至少74％、至少75％、至少76％、至少77％、至少78％、至少79％、至少80％、至少81％、至少82％、至少83％、至少84％、至少
84/02913和已公开的欧洲专利申请(“ep”)0242246中。ti-质粒载体各自含有ti-质粒的t-dna的边界序列之间的基因，或至少位于ti-质粒的t-dna的右边界序列的左侧。当然，其他类型的载体可用于转化植物细胞，使用的程序比如直接基因转移(如描述于，例如ep 0233247中)、花粉介导的转化(如描述于，例如ep 0270356、pct公开wo 85/01856和美国专利4,684,611中)、植物rna病毒介导的转化(如描述于，例如ep 0 067 553和美国专利4,407,956中)、脂质体介导的转化(如描述于，流us美国专利4,536,475中)以及其他方法比如转化某些玉米品系的方法(例如，美国专利6,140,553；fromm等，bio/technology(1990)8，833-839)；gordon-kamm等，the plant cell，(1990)2，603-618)和水稻(shimamoto等，nature，(1989)338，274-276；datta等，bio/technology，(1990)8，736-740)，和一般转化单子叶植物的方法(pct公开wo 92/09696)。对于棉花转化，可使用pct专利公开wo 00/71733中描述的方法。对于大豆转化，参考本领域已知的方法，例如hinchee等，(bio/technology，(1988)6，915)和christou等(trends biotech，(1990)8，145)或wo 00/42207的方法。
[0294]
本发明的基因改变的植物可用于常规植物育种方案以产生具有相同特征的更多基因改变的植物，或将基因变化引入相同或相关植物物种的其他品种中。从改变的植物中获得的种子优选地含有作为细胞核dna中稳定插入物或作为对内源基因或启动子的修饰的基因变化。包括按照本发明的基因改变的植物包括包含或源自包含本发明的基因改变的植物例如果树或观赏植物的砧木的植物。因此，插入到转化的植物或植物部分上的任何非转基因嫁接植物部分都包括在本发明中。
[0295]
引入的基因元件，无论是在使得引入的基因表达的表达载体中还是表达盒中，通常将利用植物可表达的启动子。如本文中使用的，“植物可表达的启动子”指确保本发明的基因变化在植物细胞中表达的启动子。在植物中，诱导组成型表达的启动子的示例是本领域已知的并且包括：花椰菜花叶病毒(camv)，例如，分离物cm 1841的强组成型35s启动子(“35s启动子”)(gardner等，nucleic acids res，(1981)9，2871-2887)，cabbb s(franck等，cell(1980)21，285-294；kay等，science，(1987)236，4805)和cabbb ji(hull和howell，virology，(1987)86，482-493)；木薯静脉花叶病毒启动子(csvmv)；来自泛素家族的启动子(例如，christensen等，plant mol biol，(1992)18，675-689的玉米泛素启动子，或norris等plant mol.biol.(1993)21，895-906的拟南芥ubq10启动子)，gos2启动子(de pater等，plant j(1992)2，834-844)，鸸鹋启动子(last等，theor appl genet，(1990)81，581-588)，肌动蛋白启动子比如an等(the plant j，(1996)10，107)描述的启动子，zhang等(the plant cell，(1991)3，1155-1165)描述的水稻肌动蛋白启动子；木薯叶脉花叶病毒的启动子(wo 97/48819，verdaguer等(plant mol biol，(1998)37，1055-1067)，来自地三叶草矮化病毒的pplex系列的启动子(wo 96/06932，特别是s4启动子或s7启动子)，醇脱氢酶启动子，例如，padh1s(genbank登记号x04049，x00581)，和分别驱动t dna的1’基因和2’基因的表达的tr1’启动子和tr2’启动子(分别“tr1’启动子”和“tr2’启动子”)(velten等，embo j，(1984)3，2723 2730)。
[0296]
可选地，植物可表达的启动子可为组织特异性启动子，即，在植物的一些细胞或组织中，例如，在叶肉细胞中诱导更高水平的表达的启动子。在优选的实施方式中，将使用叶肉特异性启动子或叶片保卫细胞特异性启动子。非限制性示例包括叶子特异性rbcs1a启动子(拟南芥rubisco小亚单位1a(at1g67090)启动子)，gapa-1启动子(拟南芥甘油醛3-磷酸
盐脱氢酶a亚单位1(at3g26650)启动子)，和fba2启动子(拟南芥果糖-双磷酸盐醛缩酶2 317(at4g38970)启动子)(kromdijk等，science，2016)。进一步非限制示例包括叶肉特异性fbpase启动子(peleg等，plant j，2007)，玉米或水稻rbcs启动子(nomura等，plant mol biol，2000)，叶片保卫细胞特异性拟南芥kat1启动子(nakamura等，plant phys，1995)，拟南芥黑芥子酶-硫代葡萄糖苷葡萄糖水解酶1(tgg1)启动子(husebye等，plant phys，2002)，拟南芥rha1启动子(terryn等，plant cell，1993)，拟南芥atchx20启动子(padmanaban等，plant phys，2007)，拟南芥hic(高二氧化碳)启动子(gray等，nature，2000)，拟南芥cytochrome p450 86a2(cyp86a2)单加氧酶启动子(pcyp)(francia等，plant signal&behav，2008；galbiati等，plant journal，2008)，马铃薯adp-葡萄糖焦磷酸酶(agpase)启动子(muller-rober等，plant cell 1994)，葡萄r2r3 myb60转录因子启动子(galbiati等，bmc plant bio，2011)，拟南芥atmyb60启动子(cominelli等，current bio，2005；cominelli等，bmc plant bio，2011)，拟南芥at1g22690-启动子(pgc1)(yang等，plant方法，2008)，和拟南芥atmyb 61启动子(liang等，curr biol，2005)。这些植物启动子可与增强子元件组合，它们可与最小启动子元件组合，或可包括重复元件以确保表达期望的情况。
[0297]
在一些实施方式中，可以利用基因元件来增加植物细胞中的表达。例如，在引入的基因的5’末端或3’末端处，或在引入的基因的编码序列中的内含子，例如hsp70内含子。其他这种基因元件可包括但不限于启动子增强子元件、重复或三次重复的启动子区域、与另一转基因不同或与内源(植物宿主)基因前导序列不同的5’前导序列、与用于相同植物的另一转基因不同或与内源(植物宿主)尾序列不同的3’尾序列。
[0298]
本发明的引入基因可插入宿主细胞dna中，以便插入基因部分在适当的3’末端转录调节信号(例如，转录体形成和多腺苷酸化信号)的上游(即，5’)。这优选地通过在植物细胞基因组(细胞核或叶绿体)中插入基因来实现。优选的多腺苷酸化和转录体形成信号包括根癌农杆菌胭脂氨酸合酶基因的那些(nos终止子；depicker等，j.molec appl gen，(1982)1，561-573)，章鱼碱合酶基因(ocs终止子；gielen等，embo j，(1984)3:835 845)，拟南芥热休克蛋白终止子(hsp终止子)；scsv或malic酶终止子(schunmann等，plant funct biol，(2003)30:453-460)，和t dna基因7(velten和schell，nucleic acids res，(1985)13，6981 6998)，其充当转化的植物细胞中的3’非翻译dna序列。在一些实施方式中，一个或多个引入的基因被稳定地整合在细胞核基因组中。在随后的植物代数中，当核酸序列保持整合在细胞核基因组中并且继续表达(例如，产生可检测的mrna转录体或蛋白质)时，存在稳定的整合。稳定的整合至细胞核基因组中和/或细胞核基因组的编辑可通过本领域任何已知的方法完成(例如，微粒轰击、农杆菌介导的转化、crispr/cas9、原生质体的电穿孔、微注射等)。
[0299]
术语重组的或修饰的核酸指通过两个其他分开的序列区段的组合制造的多核苷酸，这是通过基因工程化技术或通过化学合成来人工操作分离的多核苷酸区段完成的。这样做可将所需功能的多核苷酸区段连接在一起以生成功能的所需组合。
[0300]
如本文中使用的，术语“过表达”和“上调”指由于基因修饰，相对于野生型生物体(例如，植物)中的表达，增加的(例如，mrna、多肽等)表达。在一些实施方式中，表达的增加为大于野生型中的表达约10％的稍微的增加。在一些实施方式中，表达的增加为相对于野生型中的表达50％或更多(例如，60％、70％、80％、100％等)的增加。在一些实施方式中，内
源基因为过表达的。在一些实施方式中，外源基因由于被表达而为过表达的。植物中基因的过表达可通过本领域任何已知的方法来实现，包括但不限于组成型启动子、诱导型启动子、高表达启动子、增强子、转录和/或翻译调节序列、密码子优化、修饰转录因子和/或控制待过表达的基因的表达的突变体或修饰基因的使用。
[0301]
在重组核酸旨在用于特定序列的表达、克隆或复制时，用于引入宿主细胞而制备的dna构建体通常将包括由宿主识别的复制系统(例如载体)，包括编码所需多肽的预期的dna片段，并且还可包括可操作地连接至多肽编码区段的转录和翻译启动调节序列。另外，这种构建体可包括细胞定位信号(例如，质膜定位信号)。在优选的实施方式中，这种dna构建体被引入宿主细胞的基因组dna、叶绿体dna或线粒体dna中。
[0302]
在一些实施方式中，非整合的表达系统可用于诱导一个或多个引入的基因的表达。表达系统(表达载体)可包括，例如，复制或自主复制序列(ars)的起点和表达控制序列、启动子、增强子和必要的加工信息位点，比如核糖体-结合位点、rna剪接位点、多腺苷酸化位点、转录终止子序列和mrna稳定化序列。也可适当的包括来自相同或相关物种的分泌多肽的信号肽，其允许蛋白质跨过和/或埋入片段细胞膜、细胞壁中，或从细胞中分泌。
[0303]
用于实践本文公开的发明的方法的可选择标记可以是正向可选择标记。典型地，正向选择指在仅在细胞内存在目标的重组体多核苷酸时，基因改变的细胞可在有毒的物质存在下存活的情况。负向可选择标记和可筛选标记在本领域也是熟知的且是本发明考虑的。本领域技术人员将认识到，任何可获得的相关标记可在实践本文公开的发明中利用。
[0304]
本发明的重组株系的筛选和分子分析可利用核酸杂交技术进行。杂交程序用于鉴定多核苷酸，比如使用本文描述的技术修饰的那些，其与本文教导使用的所述调节序列具有足够的同源性。特别的杂交技术对本发明不是必需的。随着杂交技术中进行的改善，它们可由本领域技术人员容易地应用。杂交探针可用本领域技术人员已知的任何适当的标记进行标记。可改变杂交条件和洗涤条件，例如温度和盐浓度，以改变检测阈值的严谨性。见，例如，sambrook等(1989)见下文或ausubel等(1995)current protocols in molecular biology，john wiley&sons，ny，n.y.，用于杂交条件的进一步指导。
[0305]
另外，基因改变的株系的筛选和分子分析以及所需分离的核酸的产生可使用聚合酶链式反应(pcr)进行。pcr是核酸序列的重复、酶促、引发合成。该程序对该领域的那些技术人员是熟知的和常用的(见mullis，美国专利号4,683,195、4,683,202和4,800,159；saiki等(1985)science 230:1350-1354)。pcr基于目标dna片段的酶促扩增，目标dna片段的侧翼是与靶序列的相对链杂交的两个寡核苷酸引物。引物以3’末端指向彼此定向。模板的热变性、引物退火至它们的互补序列以及用dna聚合酶延伸退火的引物的重复循环导致对由pcr引物的5’末端限定的区段的扩增。因为每个引物的延伸产物可用作其他引物的模板，每个循环实质上使在前一个循环中产生的dna模板的量加倍。这导致特定靶片段的指数积聚，在几小时内达到几百万倍。通过使用热稳定dna聚合酶比如taq聚合酶(其分离自嗜热性细菌水生栖热菌(thermus aquaticus))，可完全自动化扩增过程。可使用的其他酶对本领域技术人员是已知的。
[0306]
本发明的核酸和蛋白质也可涵盖具体地公开的序列的同系物。同源性(例如，序列同一性)可以是50％-100％。在一些情况下，这种同源性大于80％、大于85％、大于90％或大于95％。序列的任何预期用途所需要的同源性或同一性的程度容易由本领域技术人员鉴
定。如本文使用的，两个核酸的序列同一性百分比使用本领域已知的算法，比如由karlin和altschul(1990)proc.natl.acad.sci.usa 87:2264-2268公开的，karlin和altschul(1993)proc.natl.acad.sci.usa 90:5873-5877中修饰的算法来确定。这种算法被并入altschul等(1990)j.mol.biol.215:402-410的blastn、blastp和blastx程序中。blast核苷酸搜索用blastn程序进行，评分＝100，字长＝12，以获得具有所需序列同一性百分比的核苷酸序列。为了获得用于比较的目的的间隙比对，如altschul等(1997)nucl.acids.res.25:3389-3402中描述的使用间隙blast。当利用blast和间隙blast程序时，使用各自程序(blastn和blastx)的缺省参数。见www.ncbi.nih.gov。通过使用适当的blast程序，缺省设置(例如，对于blastp：空隙开口罚分：11，空隙延伸罚分：1，预期值：10，字长：3，最大分数：25，最大比对：15，和矩阵：blosum62；和对于blastn：空隙开口罚分：5，空隙延伸罚分：2，核酸匹配：1，核酸错配-3，预期值：10，字长：11，最大分数：25，和最大比对：15)将感兴趣的序列与参考序列对齐，本领域技术人员可容易在感兴趣的序列中确定出现对应于参考参考序列的氨基酸或核酸的位置。
[0307]
优选的宿主细胞是植物细胞。在本上下文中，重组体宿主细胞是那些已经基因修饰以含有分离的核酸分子，含有在宿主细胞中通常存在和功能性的一个或多个删除的或其他非功能基因，或者含有产生至少一种重组体蛋白质的一个或多个基因。本发明的编码蛋白质的核酸可通过任何本领域已知的对特定类型的细胞适当的方法引入，所述方法包括但不限于转化、脂质转染、电穿孔或本领域技术人员已知的任何其他方法。
[0308]
植物育种方法
[0309]
植物育种从对现有种质的分析、对现有种质的问题和弱点的限定、程序目标的确立和具体的育种目标的确定开始。下一步是选择具有满足程序目标的性状的种质。将选择的种质杂交以便重组期望的性状，并且通过选择开发品种或亲本系。目标是在单个品种或杂交种中组合来自亲本种质的期望的性状的改进组合。这些重要性状可包括更高的产量、田间性能、提高的果实和农艺品质、对生物胁迫，比如疾病和害虫的抗性，以及对环境胁迫，比如干旱和热的耐受性。
[0310]
每个育种程序应包括对育种程序的效率的定期客观评估。评估标准因目标和目的而改变，但是应包括基于与适当标准比较的每年选择收益、先进育种系的总体价值以及每单位投入生产的成功栽培品种的数量(例如，每年，每花费一美元等)。有前途的先进育种系经过全面测试，并且在代表商业目标区域的环境中与适当的标准进行至少三年的比较。最好的品系是新商业栽培品种的候选品系；那些仍然缺乏一些性状的品系被用作亲本，以产生新的种群用于进一步选择。这些产生市场化和分销的最后一步的过程从第一次交叉或选择开始通常需要五到十年。
[0311]
育种或选择方法的选择取决于植物繁殖方式、提高的性状的可遗传性以及商业上使用的栽培品种的类型(例如，f1杂交栽培品种、近交栽培品种等)。对于高度可遗传的性状，选择在单一位置评估的优异单个植物将是有效的，而对于具有低可遗传性的性状，选择应基于从相关植物的家族的重复评估中获得的平均值。遗传的复杂性也影响育种方法的选择。回交育种用于将一个或几个用于高度可遗传性状的基因转移到期望的栽培品种中(例如，用于育种抗病栽培品种)，而循环选择技术用于由众多基因控制的数量遗传性状，各种循环选择技术被使用。常用的选择方法包括系谱选择、改良的系谱选择、种群选择和循环选
择。
[0312]
系谱选择一般用于自花授粉作物或异花授粉作物的近交系的改良。两个具有良好互补性状的亲本杂交产生f1。通过一个或几个f1自交或通过将两个f1杂交(同胞交配)产生f2种群。最佳个体的选择通常在f2种群中开始；接着，在f3中开始，选择最好的家族中最好的个体。家族的重复测试，或涉及这些家族的个体的杂交组合，通常在f4代中进行，以提高具有低可遗传性的性状的选择效力。在育种的后期(即，f6和f7)，测试最佳品系或表型相似品系的混合物作为新栽培品种的潜在释放。
[0313]
大规模和循环选择可用于改善自花授粉或异花授粉作物的种群。通过交叉数个不同的亲本来鉴定或产生杂合子个体的遗传可变种群。基于个体优势、优秀的子代或卓越的组合能力来选择最好的植物。将选择的植物杂交以产生新的种群，在其中继续进行进一步的选择循环。
[0314]
回交育种(即，循环选择)可用于将简单遗传的、高度可遗传的性状的基因转移到作为循环亲本的期望纯合子栽培品种或品系中。待转移的性状的来源称为供体亲本。预期所得植物具有循环亲本(例如，栽培品种)的属性和从供体亲本转移的期望性状。初次杂交之后，选择具有供体亲本的表型的个体并且与循环亲本反复杂交(回交)。预期所得植物具有循环亲本(例如，栽培品种)的属性和从供体亲本转移的期望性状。
[0315]
严格意义上的单种子下降程序指种植隔离种群，每株植物收集一个种子的样本，并且使用一个种子样本种植下一代。当种群已经从f2提高到期望的近交繁殖的水平时，从中衍生出品系的植物将各自追溯到不同的f2个体。由于一些种子不能发芽或一些植物不能产生至少一个种子，种群中的植物数量每一代都会下降。结果，当完成世代推进时，并非所有的最初在种群中抽样的f2植物都将由子代代表。
[0316]
除了表型观察之外，还可检查植物的基因型。有许多基于实验室的技术可用于植物基因型的分析、比较和表征；它们为同工酶电泳、限制性片段长度多态性(rflp)、随机扩增多态性dna(rapd)、任意引物聚合酶链式反应(ap-pcr)、dna扩增指纹图谱(daf)、序列特征扩增区域(scar)、扩增片段长度多态性(aflp)、简单序列重复(ssr-也称为微卫星)和单核苷酸多态性(snp)。
[0317]
分子标记，或“标记”，也可在育种过程期间使用，用于选择数量性状。例如，与等位基因紧密连锁的标记或含有感兴趣的实际等位基因中的序列的标记可用于选择含有感兴趣的等位基因的植物。在选择过程中使用标记通常称为基因标记增强选择或标记辅助选择。进行标记分析的方法通常是本领域技术人员已知的。
[0318]
突变育种也可用于将新性状引入植物品种。自发发生或人工诱导的突变对于植物育种者来说可为有用的变异来源。人工诱变的目标是增加期望的特征的突变率。可通过许多不同的方式增加突变率，包括温度、长期种子存储、组织培养条件、辐射(比如x射线、伽马射线、中子、β辐射或紫外线辐射)、化学诱变剂(比如碱类似物，如5-溴尿嘧啶)、抗生素、烷化剂(比如硫氮芥、氮芥、环氧化物、乙撑胺、硫酸盐、磺酸盐、砜或内酯)、叠氮化物、羟胺、亚硝酸或吖啶。一旦通过诱变观察到期望的性状，然后该性状就可通过传统的育种技术整合到现有种质中。突变育种的细节，可见principles of cultivar development：theory and technique，walter fehr(1991)，agronomy books，1(https://lib.dr.iastate.edu/agron_books/1)。
[0319]
双单倍体的产生也可用于育种程序中纯合子品系的发育。通过将来自杂合子植物的一组染色体加倍以产生完全纯合子个体而产生双单倍体。例如，见wan，等，theor.appl.genet.，77:889-892，1989。
[0320]
可使用的育种方法的另外的非限制性示例包括但不限于下述那些：principles of plant breeding，john wiley and son，115-161页(1960)；principles of cultivar development：theory and technique，walter fehr(1991)，agronomy books，1(https://lib.dr.iastate.edu/agron_books/1)，其通过引用并入本文。
[0321]
已经大体上描述了本发明，本发明将通过参考某些具体的实施例更好的理解，所述具体的实施例包括在本文中以进一步阐释本发明并且不旨在限制由权利要求限定的本发明的范围。
[0322]
实施例
[0323]
在下述实施例中进一步详细地描述本公开，这些实施例不旨在以任何方式限制所要求保护的本公开的范围。附图意在视为是本公开的说明书和描述的组成部分。提供下述实施例以阐释，但不限制要求保护的本公开。
[0324]
实施例1：感知细菌外泌多糖的植物受体的结构
[0325]
下述实施例描述百脉根外泌多糖受体3(epr3)胞外域的晶体结构的确定。
[0326]
材料和方法
[0327]
百脉根epr3胞外域蛋白质的产生
[0328]
如先前描述的进行百脉根生态型gifu epr3胞外域(ed)的表达和纯化(kawaharada，y等nature 2015 523：308-312)。简言之，为昆虫细胞表达(genscript)，将编码含有n-末端gp67分泌信号和c-末端6xhis标签的epr3残基33-232(对应于epr3 ed)的dna进行密码子-优化，并且插入poet2载体(oxford expression technologies)中。使用flashbac gold系统(oet)获得杆状病毒，用于感染在不含血清的hyclone sfx-insect培养基(fisherscientific)的悬液中培养的sf9细胞。接种后5天，在离心之前，将培养基用含有50mm tris-hcl ph 8.0和200mm nacl的缓冲液透析并且上样在histrap excel亲和柱(ge healthcare)上。将洗脱蛋白质用含有50mm tris-hcl ph 8.0和200mm nacl的缓冲液透析，并且在histrap hp亲和柱(ge healthcare)上进一步纯化。对于结晶，将epr3 ed用pngase f(1:15w/w比例)在室温下处理1小时并且在4℃下过夜，以去除n-连接的寡糖。将epr3 ed接着在mono s 5/50柱(ge healthcare)上纯化并且用50-300mm nacl的线性梯度以及50mm tris-hcl，ph 7.0下洗脱。将糖基化的epr3 ed和去糖基化的epr3 ed二者最终在superdex 75 10/300柱(ge healthcare)上在含有50mm kh2-po4 ph 7.8和200mm nacl(对于微量热泳动结合实验)或50mm tris-hcl ph 8.0和200mm nacl(对于结晶)的凝胶过滤缓冲液中纯化。
[0329]
纳米抗体产生
[0330]
将美洲驼(lama glama)用100μg纯化的epr3 ed免疫四次。从血液样本中，分离外周血液淋巴细胞并且使用核糖核酸酶plus mini试剂盒(qiagen)提取rna。使用带有随机六聚体引物的superscript iii first-strand试剂盒(invitrogen)生成总cdna。将纳米抗体(nb)的编码区域通过pcr扩增并且插入噬菌粒载体骨架中，其中nb在c-末端融合至e标签，随后是piii外壳蛋白。vcsm13辅助噬菌体用于生成最终m13噬菌体展示nb文库。为了选择，
使用chromalink nhs标记系统(solulink)，将epr3 ed经伯胺偶联而生物素化，并且将20μg的epr3抗原添加至100μl myone链霉抗生物素t1免疫磁珠(thermo fisher scientific)的补充2％bsa的pbs中。添加m13噬菌体颗粒(2.5x10
13
)并且用epr3包被的免疫磁珠孵育1小时，然后用于含有0.1％tween 20的1ml pbs进行15次冲洗步骤。通过用0.2m甘氨酸ph 2.2孵育磁珠15分钟，而将噬菌体洗脱。将洗脱的噬菌体颗粒扩增并且用于第二轮的噬菌体展示，其中使用减少量的epr3 ed抗原(2μg)和更少的m13噬菌体颗粒(2.5x10
12
)。在两轮的噬菌体展示选择之后，挑取单个菌落并且在96孔板形式的lb培养基中生长6小时，然后在30℃下用0.8mm的iptg过夜诱导nb表达。将96孔板离心并且将50μl的上清液转移至epr3 ed包被的elisa平板(通过用0.1μg的epr3 ed包被每个孔并且通过用含有0.1％tween 20和2％bsa的pbs封闭而制备)。在添加上清液之后，将epr3 ed包被的elisa平板孵育1小时并且然后在具有0.1％tween 20的pbs中冲洗六次，然后以1:10，000稀释添加抗e标签-hpr抗体(bethyl)。将平板孵育1小时，冲洗并且用3,3’,5,5
’‑
四甲基联苯胺显色。将反应用1m hcl猝灭并且在450nm下测量吸光度。将来自正克隆的噬菌粒分离，测序并且将编码dna克隆至pet22b( )(novagen)，用于细菌表达。nb186在大肠埃希杆菌lobstr细胞(andersen，k.r.等proteins 2013 81：1857-1861)中表达，大肠埃希杆菌lobstr细胞生长至600nm下0.6的光学密度，然后用0.2mm iptg在18℃下过夜诱导蛋白质表达。将细胞在含有50mm tris-hcl ph 8.0、500mm nacl、20mm咪唑和1mm苄脒的缓冲液中裂解，并且透明的上清液上样在ni琼脂糖6ff亲和柱(ge healthcare)上并且冲洗，然后在补充500mm咪唑的裂解缓冲液中洗脱。将nb186在superdex 75 10/300凝胶过滤柱(ge healthcare)上在含有50mm tris-hcl ph 8.0和200mm nacl的凝胶过滤缓冲液中最终纯化。在分析superdex 75增加3.2/300柱上分析epr3 ed和nb186之间的复合物形成。高亲和性纳米抗体nb186与epr3 ed形成致密的复合物，如由凝胶过滤中迁移率改变所表明的(图1a)。图1b显示了共纯化epr3 ed-nb186复合物的分离。
[0331]
结晶和结构确定
[0332]
将纯化的去糖基化epr3 ed和nb186以1:1.1摩尔比混合并且在冰上孵育1小时，然后在superdex 75 10/300柱上纯化。合并含有epr3 ed-nb186复合物的峰馏分并且在vivaspin过滤器(sartorius)上浓缩至5-8mg/ml并且通过混合等体积的蛋白质和储箱溶液(18％2-丙醇，0.1m柠檬酸钠，ph 5.5和20％peg 4000)，使用蒸汽扩散方法结晶。将晶体在添加20％乙二醇的母液中低温保护，然后在液氮中快速冷冻。
[0333]
在desy px14粒子束处，以的波长测量衍射数据，并且在xds中进行数据规约(kabsch，w.xds.acta crystallographica section d biological crystallography 2010 66:125-132)。用phenix.phaser(mccoy，a.j.等journal of applied crystallography 2007 40：658-674)使用由phyre2(kelley，l.a.等nat protoc 2015 10：845-858)截短其互补决定区(cdr)生成的nb186的同源性模型，发现分子替换方案。在第二次分子替换检索中，放置由phyre2生成的和基于cerk1结构(pdb号4ebz)的高b-因子区域截短的epr3的同源性模型。epr3-nb186复合物的结构构建在coot(emsley，p.等acta crystallographica section d biological crystallography 2010 66:486-501)中，并且使用phenix.refine(adams，p.d.等acta crystallographica section d biological crystallography 2010 66：213-221)优化坐标和温度因素。最终的模型含有nb186的残基
1-119和epr3的残基36-216，98％的蛋白质残基在有利的区域并且没有残基在ramachandran图的不允许的区域中。用pymol制备图并且数据和优化统计总结在表1中。epr3 ed-nb186复合物的共结构由良好衍射的晶体(图1c)确定并且用扩展至分辨率的数据进行优化(图1d和表1)。
[0334]
表1、数据收集和优化统计。数据收集自一个晶体，并且括号中的值(由*表示)为最高-分辨率的壳。
[0335]
[0336][0337]
建模
[0338]
使用基于原子水平知识的力场模拟进行百脉根epr3和epr3同源物(对应于百脉根epr3中的残基56-99)的m1结构域的从头建模(xu，d.等proteins 2012 80：1715-1735)。
[0339]
小角度x射线散射(saxs)
[0340]
通过凝胶过滤在凝胶过滤缓冲液中纯化epr3 ed并且收集单分散峰馏分和用于saxs测量。在embl p12粒子束petra iii在控温槽(20℃)中，在的波长下，收集来自浓度范围为0.6-22.0mg/ml(在不同浓度下的多重技术重复)的epr3 ed样本(没有配体或添加了r7a eps(1mm)或r7a exou eps(1mm))的散射。在粒子束下使用自动管道进行归一化、径向平均和缓冲减法。在dammin(svergun，d.i.biophysical journal 1999 76：2879-2886)中进行数据分析和从头开始低分辨率建模。用graphpad prism 7软件制备散射，纪尼厄图和配对距离分布图(图4a-图4c、图8a-8g)。
[0341]
结果
[0342]
epr3胞外域的晶体结构
[0343]
为了理解eps感知的基础，将百脉根epr3胞外域(下文称为epr3 ed)在昆虫细胞中表达，纯化并且在靶向epr3 ed的美洲驼衍生的微型抗体(纳米抗体)的帮助下结晶(bukowska，m.a.&gr
ü
tter，m.g.current opinion in structural biology 2013 23：409-416；hansen，s.b.等acta crystallographica d structural biology 2017 73：804-813)。发现epr3 ed的总体结构含有三个相互连接的结构域(m1、m2和lysm3)，通过三个内部二硫键来稳定以三叶草形布置(图2a)。有趣地，epr3 ed的晶体结构揭示了结构上独特的m1结构域的新折叠。m1仅由一个α-螺旋和三个延伸β-链构成(βαββ拓扑结构)。外部β2-链通过邻近β3-链的七个骨架氢键稳定，使得m1具有总体βαββ排列，其中三个β-链形成延伸的反平行β-折叠(图2b)。epr3 ed的m2结构域也不常见，因为与典型的lysm结构域相比，其含有βαβ折叠并且缺少限定的第二个α-螺旋(图2c)。lysm3具有lysmβααβ折叠，与百脉根几丁质受体cerk613中的lysm3结构域的均方根偏差(rmsd)为(图2d)。有趣的是，在蛋白质数据库(pdb)中的检索揭示了epr3 ed的m1没有密切的结构同源物，而m2与lysm结构相关，并且lysm3被分类为标准的lysm基序(holm，l.&p.nucleic acids research 2010 38:w545-9；krissinel，e.&henrick，k.in computational life sciences(springer berlin heidelberg)2005 3695：67-78)。
[0344]
epr3 c-末端的结构
[0345]
进行x-射线散射(saxs)实验，以确定epr3 ed的c-末端的结构并且验证溶液中epr3 ed结构(图3a-图3c和表2)。
[0346]
表2、saxs数据收集和散射衍生的参数
[0347][0348][0349]
令人吃惊地，距离分布显示在溶液中epr3 ed几乎是晶体结构的长度的两倍，但是保持相同的分子量(图3c)。低分辨率saxs包膜揭示了球状体积，在一个末端伸出茎样结构(图3d)。建模了容纳至包膜的球状部分中并且缺失c-末端残基的epr3 ed的晶体结构，其中
良好的分子拟合至茎样结构中(图3a、图3d)。有趣地，epr3 ed茎样结构良好地限定在溶液中，类似于nfp所观察到的(未公开的数据)。茎区显示出在epr3同系物中从长度和组成二者的角度是保守的，由甘氨酸和带正电的赖氨酸和精氨酸残基占主导(图3f)。不希望被理论束缚，这些结果提示这些受体与质膜的间隔子可能对于有效的信号传导是重要的(图3e)。
[0350]
结构独特的epr3 ed m1结构域限定一类新的受体
[0351]
epr3 ed的一级序列和二级结构，具有独特的n-末端m1(βαββ)和非典型m2(βαβ)折叠，随后是典型的lysm3结构域(βααβ)，是高度保守的并且限定一类新的受体(图4a-图4c，图5a-图5c)。该类受体不仅仅限于豆科植物，而且也存在于非豆类植物和单子叶植物中(图4a-图4c)，提示eps或其他微生物表面多糖的监视是宽泛地保守的植物性状。为了巩固该观察，使用原子-水平力场模拟在epr3同源物中建模小的(～43残基)m1结构域。相关的受体共享相同拓扑结构和βαββ折叠，并且所有建模的结构域与百脉根epr3中的m1结构域叠加非常良好(图5a-图5c)。这些受体的m1形成表面暴露的β-折叠，其结构不同于迄今自然中鉴定的所有已知的碳水化合物-结合结构域(hashimoto，h.cell.mol.life.sci.2006 63：2954-2967)。如图6中显示，与几丁质受体cerk6胞外域和lco受体nfp胞外域的比较清楚地指示epr3 ed限定了不同的类的受体。
[0352]
总之，这些结果表明epr3 ed的m1-m2-lysm3配置限定一类保守的新受体，进化上与几丁质和lco lysm受体不同。
[0353]
实施例2：epr3的特异性的确定
[0354]
下述实施例描述了微量热泳动(mst)实验，其测量epr3结合和区分溶液中不同结构和组成的eps的能力。
[0355]
材料和方法
[0356]
外泌多糖(eps)配体的表征
[0357]
低分子质量(lmm)外泌多糖(eps)分离自各种根瘤菌菌株，包括百脉根中生根瘤菌菌株r7a ndvb6、豌豆根瘤菌bv.viciae 3855(本工作)和苜蓿中华根瘤菌b578(griffitts，j.s.等mol.microbiol.2008 69：479-490)，在葡萄糖作为唯一碳源的基本培养基上没有环葡聚糖产生。如先前描述的，lmm eps分离自细菌培养物上清液并且经6体积的99.8％etoh(v/v)，随后9体积的etoh(v/v)的依次沉淀而纯化并且通过尺寸排阻色谱(sec)纯化(muszy
ń
ski，a.等j.biol.chem.2016 291：20946-20961)。通过用12.5％nh4oh温和过夜处理天然eps样本而化学去除o-乙酰基(muszy
ń
ski，a.等j.biol.chem.2016 291：20946-20961)。在applied biosystems ab sciex tof/tof 5800系统上以负或正反射器电离模式，经基质辅助的激光器解吸/电离飞行时间质谱(maldi-tof ms)分析确认天然样品和去o-乙酰化的样品。如先前描述的，确定糖基组成和连接(muszy
ń
ski，a.等j.biol.chem.2016 291：20946-20961)。建议的eps配体的结构和maldi-tof ms的结果显示在图7a-图7f中。
[0358]
天然r7a eps和去o-乙酰化的r7a eps
[0359]
先前表明了百脉根中生根瘤菌菌株r7a产生的lmm eps结构上类似于高分子质量eps聚合物，并且为o-乙酰化的八糖，具有结构(2,3/3-oac)β-d-ribfa-(1
→
4)-a-d-glcpa-(1
→
4)-β-d-glcp-(1
→
6)-(3oac)β-d-glcp-(1
→
6)-(2oac)β-d-glcp-(1
→
4)-(2/3oac)β-d-glcp-(1
→
4)-β-d-glcp-(1
→
3)-β-d-galp，并且平均分子在四糖基残基处以非化学计量比例被三个o-乙酰基取代(muszy
ń
ski，a.等j.biol.chem.2016 291：20946-20961)。将实验
重复，显示出分离的lmm eps的类似结构特性。尤其，maldi tof-ms分析确认了r7aδndvb eps的平均分子[m-h]-质量为m/z 1437.40，与ribaglcaglc5galoac3一致(图7a)。野生型天然r7aδndvb eps的去o-乙酰化导致分子质量从m/z 1437.40改变至m/z 1311.18。这与从ribaglcaglc5gal八糖丢失所有3个o-乙酰基一致(图7b)。
[0360]
r7a exou eps
[0361]
另外，从百脉根中生根瘤菌菌株r7a的exou突变体的基本培养基培养物的上清液分离低分子质量寡糖。该菌株描述为在r7a eps前体的生物合成中参与第六己糖的添加的推定glc转移酶的表达有缺陷(kelly，s.j.等mol.plant microbe interact.2013 26：319-329)。组成和糖基连接分析显示存在3-连接的galp、4-连接的glcp、6-连接的glca和末端连接的glcp。正电离模式maldi-tof ms分析表明m/z 935.33处的主要[m na]

离子可能对应于用三个可能的乙酰化位点中的两个o-乙酰基非化学计量取代的glc4gal戊糖(图7c)。
[0362]
壳己糖(co6)
[0363]
co6获得自megazyme(图7d)。
[0364]
豌豆根瘤菌eps
[0365]
如先前描述的，通过将自杀载体插入ndvb基因中构造豌豆根瘤菌bv.viciae 3855的ndvb突变体(kelly，s.j.等mol.plant microbe interact.2013 26：319-329)。9体积etoh沉淀eps的天然豌豆根瘤菌3855ndvb eps sec纯化产生一种主要低分子质量馏分(lmm eps)。豌豆根瘤菌3855(本工作)豌豆根瘤菌bv.viciae 3855，以八糖聚合物产生eps，所述八糖聚合物由五个d-葡萄糖、两个d-葡糖醛酸和一个d-半乳糖残基组成，d-半乳糖残基被三个2-o-乙酰基(或3-o-乙酰基)、两个4,6-丙酮酸基和一个羟丁酰基取代(philip-hollingsworth，s.等j.biol.chem.1989 264：5710-5714；robertsen，b.k.等plant physiol.1981 67：5710-5714；o’neil，m.a.等j.biol.chem 1991 266：9549-9555)。组成和糖基连接分析指示存在4-连接的glcp、6-连接的glcp、4-连接的glcpa、4,6-连接的glcp、4,6-连接的galp、3,4,6-连接的glcp(所有的分支糖可能是由于用丙酮酸酯的4,6取代)，和末端连接的glcp。负电离模式maldi-tof ms分析表明具有不同数量的非碳水化合物取代基，和在m/z 1656.37的主要[m-h]-离子的hex6hexa2八糖的异质的混合物，可能是由于八糖被两个o-乙酰基和两个4,6-丙酮酸基取代的事实。也检测到了被羟基丁酸酯取代的结构，但是这些不是主要部分(图7e)。
[0366]
苜蓿中华根瘤菌eps
[0367]
沉淀的苜蓿中华根瘤菌eps的sec纯化产生一种主要低分子质量馏分(lmm eps)。苜蓿中华根瘤菌b587为rm1021的ndvb突变体，其被认为在产生正常的eps的同时没有环葡聚糖产生(griffitts，j.s.等mol.microbiol.2008 69：479-490)。rm1021 eps(琥珀酰聚糖)或eps i为八糖聚合物，其由七个d-葡萄糖和一个d-半乳糖残基组成，d-半乳糖残基被6-o-琥珀酰基、6-o-乙酰基和4,6-丙酮酸基取代(reinhold，b.b.等journal of bacteriology 1994 176：1997-2002；choulry，c.等int.j.bio.macromol.199517:357-363；wang，l.x.等journal of bacteriology 1999 181：6788-6796)。组成和糖基连接分析指示存在3-连接的galp；4-连接的glcp；6-连接的glcp；3-连接的glcp、4.6-连接的glcp(可能是由于用丙酮酸盐的4,6取代)。与之前的报道(griffitts，j.s.等mol.microbiol.2008 69：479-490)一致，没有检测到2-连接的葡萄糖，确认了没有环葡聚糖产生。负电离模式基
质辅助的激光器解吸/电离飞行时间质谱(maldi-tof ms)分析指示在m/z 1525.20处的主要[m-h]-离子。该离子对应于由八个己糖残基组成的八糖，己糖残基被o-乙酰基、4,6-丙酮酸基和琥珀酰基取代(hex8oacosucpyr)(图7f)。
[0368]
微量热泳动(mst)结合实验
[0369]
使用monolith nt.115tm蛋白质标记试剂盒蓝色nhs(nanotemper technologies)根据制造商的指导，将纯化的epr3荧光标记。所有的实验在mst缓冲液(50mm k2po4，ph 7.8，500mm nacl，和0.05％tween-20)中进行，恒定浓度的epr3 ed(100nm和～50％标记效率)和稀释系列的各种配体。将样品在室温下孵育30分钟，然后上样至标准毛细管中，用于在25℃下在monolith nt.115tm工具(nanotemper technologies)上测量，蓝色led功率为50％并且mst功率为20％。为了精确地测量实验误差并且确保数据再现性，用至少三个独立地纯化的epr3的样品进行所有的mst结合实验。在最高配体浓度下，偶尔观察到弱的配体结合荧光标记本身。为了精确地考虑该非特异性结合，测量结合50nm游离荧光标记的配体并且从所有各自mst结合测量中减去该小的背景贡献。通过分别用250μm r7a eps或r7a exou eps预孵育标记epr3 ed，并且评估epr3 ed与滴定的r7a exou eps或r7a eps的结合，来进行竞争实验。用graphpad prism 7软件(graphpad software，inc.)处理结合数据并且使用s形剂量响应方程式计算平衡解离常数(kd)值(95％置信区间)。
[0370]
小角度x-射线散射(saxs)
[0371]
通过在凝胶过滤缓冲液中的凝胶过滤纯化epr3 ed并且收集单分散峰馏分并且用于saxs测量。在embl p12粒子束petra iii控温槽(20℃)中以的波长，收集来自浓度范围为0.6-22.0mg/ml的epr3ed样品(没有配体或添加r7a eps(1mm)或r7a exou eps(1mm))的散射。在粒子束下使用自动管道进行归一化、径向平均和缓冲减法。在dammin中进行数据分析和从头开始低分辨率建模(svergun，d.i.biophysical journal 1999 76：2879-2886)。用graphpad prism 7软件准备散射、纪尼厄图和p(r)距离分布图。为了检测配体结合是否作为潜在的信号传导机制而影响epr3 ed寡聚，解析了在r7a eps或r7a exou eps-上样状态下的epr3 ed的溶液saxs。
[0372]
结果
[0373]
epr3 ed以38.1
±
7.5μm的平衡解离常数(kd)结合单体八糖r7a eps(来自根瘤菌物种百脉根中生根瘤菌，一种与用于根瘤形成的百脉根相容的物种)(图8a和图10a)。有趣地，epr3 ed也以与r7a eps相比，甚至6倍更高的亲和性(kd为6.1
±
1.5μm)，结合不相容的截短r7a exou eps戊糖(图8b)。
[0374]
为了检测配体结合是否作为潜在的信号传导机制而影响epr3 ed寡聚，解析了在存在r7a eps或r7a exou eps-上样状态的情况下epr3 ed的溶液saxs。散射测量和从头开始重建显示配体结合的受体保留了其单体状态，具有与游离配体状态相同的总体结构、维度和茎布置(图10a-图10c和表2)。总之，数据显示epr3 ed能够结合相容的和不相容的eps，同时保持单体结构。不希望被理论束缚，这提示观察到的接种eps缺陷细菌共生体的百脉根、苜蓿和豌豆中损害感染的表型与配体诱导的受体激活下游信号传导的能力相关。
[0375]
为了研究配体选择性，评估epr3 ed是否结合已知被标准lysm受体感知的免疫反应诱导的几丁质聚合物(co6)(bozsoki，z.等proc.natl.acad.sci.u.s.a.2017 114：e8118-e8127；liu，t.等science 2012 336：1160-1164；liu，s.等structure 2016 24：
1192-1200)。结果显示epr3 ed不能结合co6(图8c)，支持了epr3属于一类独特受体的结构数据。已经表明几丁质聚合物的n-乙酰基对于lysm蛋白质是重要的接触点(liu，t.等science 2012 336：1160-1164；hayafune，m.等proc.natl.acad.sci.u.s.a.2014 111：e404-13；wong，j.e.m.m.等febs j.2014 281:1196-1208；s
á
nchez-vallet，a.等elife 2013 2：e00790)并且所以研究了是否对应eps中的o-乙酰基是被epr3 ed识别的重要部分。然而，化学去除r7a eps中的o-乙酰基(deoac-eps)不影响结合，epr3 ed以31.3
±
11.7μm的kd结合r7a deoac-eps，类似于完全o-乙酰化的r7a eps(图8d)。这提示了epr3 ed和典型的lysm受体结合几丁质配体，例如atcerk1之间的的配体感知机制的区别(liu，t.等science 2012 336：1160-1164)。在atcerk1的晶体结构中，lysm2结合口袋中几丁质的位置允许n-乙酰基部分的羰基氧与主链的骨架-酰胺-氮形成氢键(liu，t.等science 2012 336：1160-1164)。这种严格的识别对于eps中的o-乙酰基是不太可能的，因为eps是非化学计量o-乙酰化，与具有均匀分布的n-乙酰基的几丁质相反。
[0376]
基于该观点，纯化和表征了来自具有不同o-乙酰化模式的豌豆根瘤菌和苜蓿中华根瘤菌二者的单体八糖eps(图7a-图7f)。这些根瘤菌通常不感染百脉根但是有趣的是，epr3 ed仍以9.0
±
3.7μm的kd结合豌豆根瘤菌八糖eps(图8e)和以221.9
±
102.3μm的kd结合苜蓿中华根瘤菌eps(琥珀酰聚糖)(图8f-图8g)，其显示epr3是能够结合来自不同细菌物种的eps的混杂受体。认为豆科植物中相容eps的感知促进了细菌的感染并且拒绝不相容的菌株的根进入(kawaharada，y.等nature 2015 523：308-213；kawaharada，y.等nat commun.2017 8：14534；kelly，s.j.等mol.plant microbe interact.2013 26：319-329)。数据提示配体结合本身不是引起对相容或不相容细菌的应答的唯一区别因素。
[0377]
总之，epr3是一类大的和保守的新植物受体的限定成员，能够直接感知来自不同细菌物种的eps。进化保守观察强调了植物中对于识别eps或其他微生物表面多糖的广泛的要求。
[0378]
实施例3：epr3a、epr3的同源物的鉴定和表征
[0379]
下述实施例描述百脉根中epr3a、与epr3a共有65％氨基酸同一性的epr3同源物的鉴定。进一步，下述实施例描述了百脉根中epr3a和epr3二者的突变的生成，以及两个基因的功能和表型研究。
[0380]
材料和方法
[0381]
epr3a的鉴定
[0382]
基于其与epr3的65％氨基酸同一性鉴定百脉根epr3a(图11b)。
[0383]
epr3和epr3a以及植物品系的突变等位基因
[0384]
epr3和epr3a的莲属植物逆转录转座子1元件lore1突变等位基因分离自lore1突变体资源(https://lotus.au.dk/)。图11a显示了epr3和epr3a基因中lore1位置的示意图。通过基于pcr的基因分型鉴定纯合子突变体。
[0385]
双突变体分离自epr3-11和epr3a-2突变体的杂交。通过基于pcr的基因分型鉴定纯合子双突变体。
[0386]
epr3a ed纯化
[0387]
在昆虫细胞中表达epr3a ed，并且如实施例1中描述的纯化蛋白质(图11d)。
[0388]
epr3和epr3a激酶结构域纯化
[0389]
将epr3和epr3a激酶结构域在大肠埃希杆菌中表达，并且纯化蛋白质。将epr3和epr3a激酶在大肠埃希杆菌lobstr细胞中表达，使大肠埃希杆菌lobstr细胞生长至600nm下0.6的光学密度，然后用0.2mm iptg，在18℃下过夜诱导蛋白质表达。将细胞在含有50mm tris-hcl ph 8.0、500mm nacl、20mm咪唑和1mm苄脒的缓冲液中裂解，并且将清澈的上清液上样在ni琼脂糖6ff亲和柱(ge healthcare)上并且冲洗，然后在补充500mm咪唑的裂解缓冲液中洗脱。用3c蛋白酶而酶去除epr3和epr3a激酶上的纯化标签，并且在superdex 75 10/300凝胶过滤柱(ge healthcare)上在含有50mm tris-hcl ph 8.0和200mm nacl的凝胶过滤缓冲液中最终纯化蛋白质。
[0390]
epr3和epr3a激酶活性试验
[0391]
将蛋白质用100nci[γ32-p]atp(perkinelmer)在50mm tris
·
hcl，ph 8，含有10mm mgcl2、5mm mncl2和20μm冷atp的缓冲液中在室温下孵育1小时。将样品接着在sds/page凝胶上分离，其在磷光体板(molecular dynamics)上暴露过夜。将磷光体板用typhoon trio扫描仪(amersham biosciences)扫描。激酶活性试验结果显示在图11k-图11m中。
[0392]
微量热泳动(mst)结合实验
[0393]
如实施例2中描述的进行mst实验(图11c、图11e-图11j)。
[0394]
通过rna-seq的百脉根基因表达概况分析
[0395]
使用rna-seq测量不同百脉根组织类型的epr3和epr3a表达。将野生型百脉根用水或共生细菌百脉根中生根瘤菌菌株r7a处理。对于用百脉根中生根瘤菌菌株r7a处理的组织，用百脉根中生根瘤菌菌株r7a处理后1天、3天、7天或21天收集rna(图12)。使用rna plant试剂盒(macherey-nagel)根据制造商的指导提取总rna。在agilent 2100bioanalyser上评估rna质量并且将样品发送至gatc-biotech，用于文库制备和测序。将读数映射至百脉根v.3.0基因组并且使用clc genomics workbench 9.5.3(qiagen)分析差别基因表达。对于每个样品，获得最小30百万个读数，其中》90％的读数映射至参考基因组。在嫩芽、瘤、瘤原基、根毛和根中计算epr3和epr3a的相对表达水平。
[0396]
板结瘤试验
[0397]
使百脉根植物在添加或不添加百脉根中生根瘤菌菌株r7a的琼脂上生长，并且计数每个植物的瘤的数量(图13a-图13b)。将种子用砂纸划开，在0.5％的漂白剂中表面灭菌，并且在湿滤纸上发芽3天。将具有新生幼根的种子转移至具有琼脂斜面(含有0.25
×
b&d培养基)的方形培养皿(sigma-aldrich)。将板培养基用1.4％的agar noble(difco)固化并且用滤纸(agf 651，frisenette aps)将斜面的表面覆盖。将具有3-mm根孔的金属棒插入琼脂斜面的顶部。将平板以直立位置在专门制造的箱子中孵育，金属棒下面的根不见光。以16小时光/8小时黑暗循环将植物在21℃下孵育。以od
600
＝0.02的光学密度，将含有十株植物的平板每个接种750μl的百脉根中生根瘤菌。
[0398]
每株植物的瘤
[0399]
计数每株百脉根植物形成的根瘤的数量(图14a、图15a、图16a)。
[0400]
植物嫩芽重量
[0401]
在结瘤试验结束时，通过将嫩芽与根分离并且在精细天平标尺上称重而测量植物嫩芽重量(图14b、图15b、图16b)。
[0402]
感染线状物
[0403]
计数在百脉根根瘤的发育期间形成的感染线状物的数量(图17)。使用zeiss axioplan 2图像荧光显微镜检查用于计数感染线状物的根。
[0404]
qrt-pcr
[0405]
进行qrt-pcr，以测量共生基因gh3.3、nfya1和npi的绝对表达。用水或百脉根中生根瘤菌菌株r7a处理野生型百脉根(gifu)或epr3和/或epr3a突变的百脉根，并且在处理后3天和7天测量共生基因表达(图18a-图18c)。使用nucleospin rna植物试剂盒(macherey-nagel)分离rna。revertaid逆转录酶(thermo)根据制造商方案用于cdna合成。使用对于nin基因启动子特异性的引物测试所有cdna样品的基因组dna污染。lightcycler480工具和lightcycler480 sybr green i母料(roche diagnostics)用于实时定量pcr。atp合酶和泛素缀合酶用作参考基因。使用linregpcr计算的每个扩增子pcr效率算术，为每个基因计算cdna开始浓度。对于三个生物重复(每个由10株植物组成)中的每一个，将靶基因与管家基因的几何平均值进行比较。在每个分析中进行至少两个技术重复。
[0406]
结果
[0407]
epr3a的表征
[0408]
将epr3a ed纯化并且在mst实验中测试结合百脉根中生根瘤菌eps(图11c)。epr3a ed以kd＝25.6μm的平衡解离常数结合百脉根中生根瘤菌eps，指示，与epr3一样，epr3a为eps-结合蛋白质。
[0409]
进一步，将epr3a ed纯化，产生适于生物化学研究的纯的和单分散制剂，如图11d中显示。进行mst实验，以测试图11d中显示的epr3a ed制剂结合百脉根中生根瘤菌eps、百脉根中生根瘤菌去o-乙酰化eps、苜蓿中华根瘤菌eps、豌豆根瘤菌eps、几丁质(壳四糖)或麦芽糊精的能力(图11e-图11j)。epr3a ed以kd＝44.4
±
11.2μm的平衡解离常数结合百脉根中生根瘤菌eps(图11e)，以kd＝57.2
±
15.6μm的平衡解离常数结合百脉根中生根瘤菌去o-乙酰化eps(图11f)，以kd＝936.7
±
389.4μm的平衡解离常数结合苜蓿中华根瘤菌eps(图11g)，并且以kd＝12.5
±
4.0μm的平衡解离常数结合豌豆根瘤菌eps(图11h)。如图11i-图11j中显示，epr3a ed不结合几丁质或麦芽糊精。
[0410]
epr3和epr3a的激酶活性的比较
[0411]
从大肠埃希杆菌纯化epr3和epr3a激酶结构域，并且测量它们的激酶活性。如图11k-图11m中显示，epr3和epr3a二者的激酶结构域都显示出强劲的激酶活性，包括自磷酸化活性和受体蛋白质(mbp)的磷酸化。
[0412]
epr3和epr3a的表达的比较
[0413]
百脉根rna-seq数据的分析和qrt-pcr结果显示，在根中，通过百脉根中生根瘤菌菌株r7a诱导epr3表达，而epr3a在未接种的(即，h2o处理的)根中表达。epr3和epr3a都在百脉根中生根瘤菌菌株r7a处理的瘤原基中表达。epr3a以低水平在根组织中表达并且其转录对根瘤菌接种无反应(注意图12显示了相对的表达，所以相比嫩芽而言，在根中表达似乎更高)，而当用百脉根中生根瘤菌菌株r7a处理时epr3表达上调(图12)。与其他根组织相比，epr3a的表达在瘤原基和成熟的瘤中最高(图12)。
[0414]
野生型百脉根与具有突变体epr3和/或epr3a的百脉根的表型比较
[0415]
共生表型的epr3a单突变体显示固氮瘤形成的减少和与相容的共生体百脉根中生根瘤菌菌株r7a形成的感染线状物的数量的严重减少(图14a)。与野生型相比，epr3/epr3a
curtis距离。r脚本用于α-多样性和β-多样性的可视化。
[0429]
主成分坐标的标准分析
[0430]
为了评估群落组合物中不同宿主区室和基因型的影响，进行主成分坐标(cap)的标准分析。r软件包“vegan”中的函数“capscale”用于进行cap分析。排除生物学重复和技术重复的影响。
[0431]
结果
[0432]
与健康的植物相关的微生物群落的研究产生了植物根为了它们自身的好处而具有从土壤中存在的丰富环境中吸引和容纳选择的微生物分类群的内在潜能的典范(bulgarelli，d.等annu rev plant biol 2013 64：807-838)。为了确定epr3对根微生物群系组成的影响，在天然土壤中平行栽培野生型(生态型gifu)百脉根和epr3百脉根突变体(epr3-11、epr3-10和epr3-13；示意性显示在图20d中)。所有的植物基因型看上去是健康的并且形成了许多共生根瘤(图20a)。尽管这是显而易见发育良好的表型，但是与野生型相比，epr3突变体植物的嫩芽长度、嫩芽鲜重和瘤/植物的数量显著减少(图20b、图20c)，提示epr3的基因破坏对于在天然土壤中生长的植物的适应性是有害的。
[0433]
α-多样性的分析揭示了从未种植的土壤至根际、内圈/根和最后细菌群落的瘤区室大体上减少的复杂性，这与来自百脉根和拟南芥微生物群落的之前的研究一致(bulgarelli，d.等nature 2012 488：91-95；lundberg，d.s.等nature 2012 488：86；zgadzaj，r.等p natl acad sci usa 2016 113：e7996-e8005)。在突变体和野生型之间没有观察到明显的区别，指示样本内多样性没有明显的改变(图21a)。
[0434]
为了评估不同宿主区室和基因型对群落组成的影响，进行主成分坐标(cap)的标准分析(图21b-21c)。这揭示了内圈/根和根际区室中测试植物基因型的细菌群落的明显分化，其中宿主基因型解释了多达8％的16s rrna数据的总体方差(图21d；p《0.002)。发现野生型植物的根际和内圈区室具有与epr3的那些分开的不同细菌群落(图21c，图21d)，阐释了根相关的细菌群落的除了区室效应之外明显的宿主基因型效应(数据集中36.9％的方差由区室和基因型解释)。有趣地，瘤区室中β-多样性的分析，揭示了野生型和突变体之间没有显著差异，指示类似的细菌组成寄宿在共生根器官内侧(图21b)。
[0435]
为了确定epr3突变对细菌群落的组成的效果，根据它们的分类学排列，通过排列out来检查观察到的群落改变。这揭示了，除了分配给伯克氏菌或根瘤菌的otu，在根际和内圈二者中，仅仅少量的分配至其他目(order)的out在野生型和epr3突变体植物之间它们的相对丰度具有明显的不同(图22a-图22b)。明显地，属于伯克氏菌和根瘤菌的许多out，与野生型相比，在epr3突变体的内圈/根和根际区室中具有显著减少的丰度，指示分类学上选择性耗尽(图22a-图22b)。在根际区室中，分配给伯克氏菌的所有328个out中的75个和分配给根瘤菌的所有199个out中的42个，与epr3突变体相比，在野生型中具有显著更大的丰度(图22a-图22b)。一起占0.66的总聚集丰度的在野生型根际中鉴定的前100个out中、76个伯克氏菌out中的48个和15个根瘤菌out的11个，在epr3-13根际中耗尽(图23a-图23d)。在内圈/根区室中鉴定了不太显著但是仍明显的效果，其中来自野生型中前100个最丰富的out，38个伯克氏菌out中的12个和39个根瘤菌out中的7个，具有在突变体内圈/根中减少的丰度。在epr3突变体内圈/根和根际中，许多伯克霍尔德氏菌科和草酸杆菌科(oxalobacteraceae)分类群的耗尽伴随着来自丛毛单胞菌科(comamonadaceae)成员的伴
随富集，提示伯克氏菌群落中补偿性小生境替换。
[0436]
当与野生型(ra＝0,04)比较时，发现作为野生型和epr3瘤中检测到的最丰富的细菌分类群的根瘤菌otu1(93.9％ra)在epr3突变体内圈/根中更丰富(ra＝0,11)(图24)。由百脉根epr3突变体中相容的共生体证实的感染模式的详细的显微镜研究揭示了从表皮至瘤皮质中感染的损害进展(kawaharada，y.等，nature 2015 523：308-312)。epr3内圈/根中观察到的增加的otu1的丰度可反映在该天然土壤中存在的相容共生体的类似模式。其启动根感染的能力似乎不受epr3的突变的限制，但是，与百脉根中生根瘤菌r7a模型菌株一样，其可在根区室的感染期间保持阻断，导致减少的结瘤。
[0437]
因为它们的流行率和在不同环境中的丰度高，所以伯克氏菌和根瘤菌的成员已经被标注基础分类群(thompson，l.r.等，nature 2017 551：457-463)。然而，仅对于这两个目中的特别成员存在详细的描述：共生固氮菌和致病分离物(angus，a.a.等，plos one 2014 9：e83779；chen，w.m.等，j bacteriol 2003 185：7266-7272；denny，t.in plant-associated bacteria 2007)。这些仅表示发现的健康植物根的习惯定殖者(内生菌)的总体伯克氏菌和根瘤菌分类学单位一小部分(banerjee，s.等，nat rev microbiol 2018 16：567-576；garrido-oter，r.等cell host microbe 2018 24：155-167)。目前，解释它们横跨大范围环境的流行率和丰度的分子基础还不清楚，并且它们对于植物生长和发育的贡献也不清楚。
[0438]
结果提供了第一个遗传证据，植物宿主能够从土壤生物群系中富集两个细菌目的具体成员。被百脉根中epr3受体的eps感知确保了内圈/根和根际被伯克氏菌和根瘤菌的不同成员的定殖，使得增加了植物适应性。
[0439]
实施例5：epr3和epr3a的工程化修饰
[0440]
下述实施例描述了植物比如豇豆、大豆、木薯、水稻、大豆、小麦和烟草中的epr3的基因工程。
[0441]
材料和方法
[0442]
与epr3和epr3a的工程化修饰相关的材料和方法
[0443]
如实施例2中描述的表征epr3和epr3a的工程化的等位基因的eps-结合特异性。
[0444]
如实施例4中描述的表征转化的植物品系的土壤微生物群系。
[0445]
结果
[0446]
植物中基因工程化的内源epr3或epr3a
[0447]
将epr3或epr3a的基因改变的等位基因引入作物植物中，替换epr3或epr3a的一个或多个内源拷贝。通过16s rrna测序测量根际和根细菌群落的组成。具有改变的epr3或epr3a的作物植物将与具有野生型epr3或epr3a的植物不同地影响根际和/或根细菌群落的组成。
[0448]
在植物中产生epr3的嵌合等位基因
[0449]
将具有来自同源epr3基因的m1结构域的epr3的嵌合等位基因，或来自同源epr3基因的胞外域序列引入作物植物中。通过16s rrna测序测量根际和根细菌群落的组成。具有嵌合epr3的作物植物将与具有野生型epr3的植物不同地影响根际和/或根细菌群落的组成。
[0450]
在植物中插入额外拷贝epr3或epr3a
[0451]
将额外的外源拷贝epr3或epr3a插入作物植物中。通过16s rrna测序测量根际和根细菌群落的组成。具有额外拷贝的epr3或epr3a的作物植物将与具有野生型数量的epr3或epr3a基因的植物不同地影响根际和/或根细菌群落的组成。
[0452]
土壤中共生细菌的富集
[0453]
使具有基因改变的epr3等位基因或拷贝数的作物植物生长。通过16s测序测量土壤微生物群系的组成。具有基因改变的epr3基因的作物植物将影响土壤微生物群系，使得相容的细菌在植物的局部环境中富集。
[0454]
筛选相容的共生细菌
[0455]
与epr3 ed的结合用作识别由共生细菌百脉根中生根瘤菌产生的eps的方式。
[0456]
实施例6：示例性结构比对，以鉴定新的epr3受体
[0457]
本领域技术人员将应用本公开的教导来鉴定新的epr3受体，而没有困难。示例性步骤将为如下：
[0458]
1.比对潜在的epr3受体的氨基酸序列与一个或多个已知的epr3受体序列(如图4a-图4c中)。比对用于确定m1结构域的位置，其在胞外域的n-末端处。m1结构域的位置对应于标准lysm受体中lysm1结构域的位置(图6)。
[0459]
百脉根epr3中m1结构域为43个残基(epr3氨基酸残基55-97，nsllyhisiglkveeiarfysvnlsrikpitrgtkqdylvsvp)，并且可被比对，以鉴定新的候选m1序列。
[0460]
2.从头开始蛋白质结构预测程序，比如quark用于预测新的候选m1结构域的结构和折叠(xu和zhang proteins 2012 80：1715-1735)。
[0461]
通过从头开始蛋白质结构预测程序生成的结构是非常精确的，如图5b中显示。来自quark的输出结构(莲属植物epr3 m1-建模的)与莲属植物epr3晶体结构的m1结构域(rmsd为)非常良好地共有相同的拓扑结构、βαββ折叠和叠加。
[0462]
3.如果潜在的epr3受体的建模的m1结构域与百脉根epr3 m1结构域共有相同的拓扑结构、βαββ折叠和重叠，则其为新的epr3同源物。
[0463]
实施例7：epr3受体的鉴定
[0464]
下述实施例描述了各种植物物种中epr3和epr3a基因的同源物的鉴定。
[0465]
材料和方法
[0466]
epr3受体的鉴定
[0467]
为了鉴定epr3受体的同源物，如实施例6中描述的进行m1结构域的氨基酸序列比对、从头开始蛋白质结构预测，和结构建模。分析莲属植物、苜蓿属、大豆、山豆麻属、山黄麻属、杨属、苹果属、草莓属、玉米、水稻、小麦、大麦、野麻、羽扇豆属、拟南芥、芜菁和甘蓝型油菜基因组，如图29a中显示。
[0468]
结果
[0469]
对可用植物基因组序列的分析鉴定了与丛枝菌根真菌、外生菌根真菌和/或与根瘤菌参与共生的植物形成互惠关系(共生)的大部分植物物种中的epr3和epr3a种内同源基因(图29a)。许多植物，包括双子叶植物和单子叶植物二者，具有两个拷贝的epr3类受体(图29a)。这对于重要的作物，包括玉米、水稻、小麦和大麦是正确的(图29a)。不形成互惠关系的拟南芥、芜菁和甘蓝型油菜既没有epr3基因也没有epr3a基因(图29a)。
[0470]
力场建模的m1结构域作为该类独特受体的特征，揭示了所有的都含有βαββ折叠。
莲属植物epr3和epr3a的βαββ折叠的保守结构显示在图29b-图29d中。
[0471]
实施例8：丛枝菌根共生中的epr3a功能
[0472]
下述实施例描述了百脉根中epr3a和epr3的基因表达和表型研究。进一步，描述了蒺藜状苜蓿epr3/epr3a样基因的基因表达分析。
[0473]
材料和方法
[0474]
qrt-pcr
[0475]
进行qrt-pcr，以测量磷酸盐转运蛋白pt4(丛枝菌根共生的基因表达标记)、epr3a和epr3的绝对表达。野生型百脉根(gifu)接种灌木菌根或模拟接种对照，并且在接种后2天、7天、14天、21天或28天测量基因表达(图30a)。如上面实施例3中描述进行qrt-pcr。
[0476]
植物根中的epr3a启动子活性
[0477]
将epr3a启动子放置在gus的上游并且转化至百脉根中。表达pepr3a-gus构建体的毛根植物接种丛枝菌根孢子，并且通过测量gus活性测量启动子活性(图30b)。进一步，将丛枝菌根用荧光标记的小麦胚芽凝集蛋白(wga)标记，用于可视化。
[0478]
epr3和epr3a的突变等位基因和植物品系
[0479]
如实施例3中描述的，使用具有epr3和/或epr3a突变的百脉根的品系(图31)。
[0480]
丛枝菌根共生表型
[0481]
将野生型百脉根gifu和epr3和/或epr3a突变的百脉根接种丛枝菌根。接种后6周，将根油墨染色并且在zeiss axioplan ii光显微镜上的20x物镜下下观察。对于每个观察到的视野，测量植物细胞中真菌菌丝、丛枝和小泡的出现(出现率％)(图31)。
[0482]
结果
[0483]
qrt-pcr分析指示在丛枝菌根共生期间诱导epr3a的表达，而epr3显示没有诱导(图30a)。epr3a的表达模式反映了pt4磷酸盐转运蛋白(丛枝菌根共生的基因表达标记)的表达模式(harrison等，plant cell 2002 14：2413-2429)。该表达模式提示epr3a参与灌木菌根共生。所以，在具有epr3和/或epr3a突变的百脉根品系中测量与灌木菌根的共生相关的表型。epr3a单突变体和epr3/epr3a双突变体显示出可比较的统计学上真菌感染和丛枝形成显著的减少和在存在丛枝菌根小泡的情况下增加(图31)。在epr3突变体中没有观察到丛枝菌根共生明显的区别。进一步，epr3a启动子的活性的分析显示，其在其中形成丛枝的细胞层中丛枝菌根定殖期间，在百脉根中表达(图30b)。
[0484]
进一步，通过挖掘和分析gobbato，e.等(curr biol 2012 22(23):2236-41)中呈现的rna-seq数据，在丛枝菌根共生期间，测量蒺藜状苜蓿a17 epr3/epr3a样基因mtruna17_chr5g0413071(lyk10)的表达。如图32中显示，相对于模拟接种对照，在丛枝菌根共生期间，mtruna17_chr5g0413071的表达升高。
[0485]
最后，提供根瘤共生(rns)和丛枝菌根共生(ams)中epr3和epr3a信号传导的模型(图33a-图33b)。共生根瘤菌细菌诱导epr3，而丛枝菌根真菌诱导epr3a。两种受体有助于正信号传导，以促进根瘤共生中被相容根瘤菌的感染，而仅仅epr3a有助于正信号传导，用于菌根共生的灌木菌根定殖。
[0486]
实施例9：epr3a在非共生伯克氏菌定殖中的功能的分析
[0487]
下述实施例描述百脉根中epr3a的表型研究。具体地，测试野生型和epr3a突变体百脉根支持被共接种的百脉根中生根瘤菌和伯克氏菌的定殖的能力。
[0488]
材料和方法
[0489]
epr3和epr3a的突变等位基因和植物品系
[0490]
测试野生型百脉根(gifu)，以及epr3a(等位基因epr3a-1和epr3a-2)，或epr3/epr3a双突变的百脉根(图34a-图34b中“dm”)支持被各种伯克氏菌细菌定殖的能力。如实施例3中描述的使用具有epr3a或epr3a和epr3突变的百脉根的品系(图31)。
[0491]
接种百脉根中生根瘤菌和伯克氏菌细菌
[0492]
将来自伯克氏菌目的细菌的25种分离物共接种百脉根中生根瘤菌r7a exou细菌。共接种的伯克氏菌属于下述属：ljroot 223-伯克氏菌；ljroot 280-杜擀氏菌属(duganella)；ljroot 194-食酸菌属(acidovorax)；ljroot 230-伯克氏菌；ljroot 241-伯克氏菌；ljroot 70-假杜擀氏菌属(pseudoduganella)；ljroot 29-伯克氏菌；ljroot 1-无色杆菌；ljroot 131-单胞菌属(polaromonas)；ljroot 296-贪铜菌属(cupriavidus)；ljroot 122-massilia；ljroot 39-假红育菌属(pseudorhodoferax)；和ljroot 294-贪噬菌属(variovorax)。使用百脉根中生根瘤菌r7a exou细菌是因为它们诱导感染线状物的能力，允许其他细菌(例如，伯克氏菌)接近根内圈。由百脉根中生根瘤菌r7a exou细菌诱导的感染线状物的数量在植物之间不同。
[0493]
使用由填充充分冲洗的轻质膨胀粘土聚集(leca)底物的高压灭菌洋红色箱子制成的限菌系统。伯克氏菌分离物在液体10％tsb培养基中在28℃振荡培养箱中生长，直到生长达到指数阶段。为了限制由细菌产生的次级代谢产物的影响，将细菌的液体培养物冲洗两次并且再悬浮在1/4b&d培养基中。然后，测量每个分离物的od
600
并且调整至相等的浓度，并且将所有的细菌混合在一起。用于接种的终od
600
是0.02。对于每个基因型(gifu、epr3a-1、epr3a-2和epr3epr3a双突变体)，使用5个生物学重复，并且允许植物与接种的细菌一起生长4周。在接种后28天，所有的基因型具有形成的瘤原基，指示百脉根中生根瘤菌共生体是活动的并且能够在存在伯克氏菌分离物的情况下启动共生过程。收集在同一洋红色箱中生长的植物并且用无菌水(两次30秒的冲洗)，80％乙醇(一次30秒冲洗)，和漂白剂(一次30秒冲洗)冲洗，以去除来自根面的细菌，接着使用无菌水冲洗三次，以去除乙醇和漂白剂。
[0494]
细菌的相对丰度的测量
[0495]
收集来自每个植物的根和瘤原基组织并且通过具有液氮的研钵研磨匀化。使用土壤用fastdna spin试剂盒(mp bioproducts)根据制造商的方案提取dna。荧光测定法(quant-it
tm
425picogreen dsdna试验试剂盒，life technologies，darmstadt，德国)测量dna浓度并且调整至3.5ng/μl。基于maui-seq方法将16s rrna基因的可变v5-v7区域扩增。nextera xt条形码引物用于区分样本。将pcr产物纯化，合并并且使用illumina iseq工具测序。将读数映射至输入的细菌分离物的16s序列，并且计算相对丰度(图34a)。
[0496]
结果
[0497]
为了研究epr3a在检测关联的非共生细菌中的作用，测试野生型百脉根(gifu)、epr3a突变体(等位基因epr3a-1和epr3a-2)，和epr3epr3a双突变体植物支持被伯克氏菌的不同成员定殖的能力(图34a-图34b)。假设如果epr3a对于通过伯克氏菌分离物的根和瘤定殖是重要的，那么野生型和突变体植物之间伯克氏菌的丰度将存在区别。
[0498]
如图34a-图34b中显示，在野生型植物中，根和瘤几乎完全被共生体百脉根中生根瘤菌占据。相比之下，在epr3a和epr3/epr3a突变体植物中，百脉根中生根瘤菌的相对丰度
大大减少，具有ljroot 223、ljroot 280、ljroot 194、ljroot 230、ljroot 241和ljroot 70伯克氏菌分离物的丰度对应的增加。这提示在野生型植物中，epr3a防止被属于伯克氏菌的关联的非共生细菌的感染线状物的定殖。伯克氏菌分离物ljroot 29、ljroot 1、ljroot 131、ljroot 296、ljroot 122、ljroot 39和ljroot 294不显示丰度的改变；它们的个体相对丰度未显示在图34a-图34b中，但是它们的累积相对丰度包括在图34a-图34b中的总伯克氏菌的值中。
[0499]
在伯克氏菌分离物之间突变体的定殖不同，并且，不希望被理论束缚，预测这是基于伯克氏菌分离物产生相容eps的能力。在生物学重复之间观察到了大量的变异，并且发现epr3a突变体中伯克氏菌丰度的增加不是统计上显著的。不希望被理论束缚，认为该大的变异性是由于百脉根中生根瘤菌r7a exou细菌诱导感染线状物的高度可变能力，从而确保其他细菌接近根内圈。野生型和突变体植物之间观察到的区别，特别是对于总伯克氏菌，指示epr3a用于选择性调节根微生物群系。