【国科报告厅】原创首发：透过专利信息跟踪农业生物技术最新研究成果——2020年8月25日篇

透过专利信息跟踪农业生物技术最新研究成果

作者：莱肯生物

很多技术和产品的创新由于各种原因无法或暂时无法发表研究论文（高影响因子论文和高价值专利评判标准的不同、保持新颖性的需要、保密技术细节的需要等），因此公开的专利信息就是跟踪最新技术和产品的重要渠道。

然而，中国的专利年申请量已接近500万件，如何从浩如烟海的专利资料中找寻到有价值的信息是一项具有挑战的工作。

本专栏将定期梳理最新公开的农业生物技术领域的发明专利，并就部分专利进行简单介绍，以为相关从业者提供有价值的信息参考。

今天让我们看看2020年8月25日都公开了哪些农业生物技术相关的专利。

2020年8月25日公开的农业生物技术专利清单

关键词：雄性不育、小麦抗病、基因编辑

部分专利简介——

01.

雄性不育

北京市农林科学院申请的2020104921970专利涉及玉米第4号染色体雄性不育相关基因的分子标记及其应用。

本发明提供了检测玉米基因组中Zm00001d053895@243,231,250位点基因型（CC或TT或TC）的物质在鉴定或辅助鉴定玉米育性中的应用。本发明在玉米自交系中首次发现控制核雄性不育的隐性单基因Zm00001d053895，并且可根据该基因上的SNP位点的基因型鉴定玉米的育性。

中国科学院东北地理与农业生态研究所申请的2020104070403专利涉及GmAMS1蛋白、编码基因及其抑制因子和创制植物细胞核雄性不育系的方法。

GmAMS1基因能够调控植物绒毡层的正常发育，影响花粉的育性。通过CRISPR/Cas9技术靶向敲除GmAMS1基因会影响大豆绒毡层正常的发育。绒毡层的异常发育不仅使小孢子初生外壁发育受到影响，而且它的延迟降解还使花粉败育，使植株产生雄性不育的表型，因此可用来创制大豆不育系。

先正达农作物保护股份公司和先正达生物科技（中国）有限公司申请的2020106460413专利涉及水稻育性相关基因OsLysRS的鉴定及其应用。本发明提供一种新的水稻育性相关基因LysRS（LOC4333345：lysine--tRNAligase-like），该基因的表达量可影响水稻育性，在野生型水稻中过表达该基因，可产生水稻不育系。

申请人发现在水稻OsMATL基因编辑敲除突变体中，有一个T-DNA单插入的突变体T1代具有特殊的T-DNA分离比，2拷贝（纯合）:单拷贝（杂合）:不含T-DNA（阴性）比例为0:1:1。这说明T-DNA在配子体中的传递受到阻碍，含有T-DNA插入的雄配子体或是雌配子体中产生了缺陷。通过后续的野生型与该突变体正反交实验证实，含有T-DNA插入的雄配子体不能通过与野生型的杂交将T-DNA遗传给后代，说明由于T-DNA的插入，影响了含有T-DNA插入的雄配子的育性。进一步通过基因组步移法，将T-DNA插入位置定位在基因组3号染色体23920880位置，T-DNA反向插入两个基因LysRS（LOC4333345）和SMUBP-2（LOC4333346）之间的非编码区。通过RT-PCR比较LysRS和SMUBP-2在野生型植株和T-DNA插入突变体的叶和花药中的表达情况发现：与野生型相比，LysRS的表达在T-DNA插入突变体的花药和叶组织中被上调了，尤其是在花药中。而另外一个基因SUMBP-2没有变化。因此推断T-DNA上的35S增强子提高了插入附近的LysRS表达，从而影响了含有T-DNA插入的雄配子体的育性。且进一步通过RT-PCR试验证实，插入位置附近20 KB范围内的五个候选基因中，只有LysRS的表达被上调，且不是因为编辑靶基因OsMATL突变引起。用组成型表达启动子UBI在水稻中过表达LysRS基因，同样可以影响水稻雄配子体的育性。因此OsLysRS基因可实现水稻不育系创制，以用于水稻核雄性不育系统的杂交育种、转基因花粉控制以及杂交种子生产。

海南波莲水稻基因科技有限公司申请的2020103844515和202010379285X专利分别涉及含长雄和斑点野生稻启动子的可恢复水稻OsCYP704B2突变体雄性育性的载体及应用。

水稻CYP704B2基因（即OsMs26基因）属于P450家族。CYP704B2的缺失突变，使孢粉素合成转运受阻，无法正常形成小孢子外壁，小孢子进一步发育受阻，导致完全雄性不育。

申请人通过启动子元件预测网站NewPLACE（https://www.dna.affrc.go.jp/PLACE/?action＝newplace）分析长雄和斑点野生稻基因组中OlCYP704B2和OpCYP704B2基因上游序列，发现这一区间分布着高密度的花药特异启动子元件POLLEN1LELAT52序列AGAAA。分别截取不同长度的、包含不同数量的POLLEN1LELAT52元件的DNA片段进行启动子活性鉴定。结果显示，这些截取的片段中，有一部分片段虽然包含花药特异启动子元件POLLEN1LELAT52序列，但是其并不具有启动子活性或启动子活性较低，经层层筛选并进行启动子活性的比较，最终确定将含有5个POLLEN1LELAT52元件的片段作为启动子序列，其具有优异的驱动基因在花药中表达的功能，可作为驱动外源基因或水稻内源基因在花药中高效表达的启动子，该启动子命名为pOlMs26。启动子能够驱动OsCYP704B2基因在花药中高效表达，可用于水稻的雄性育性恢复。

江西省超级水稻研究发展中心申请的2020104014969专利涉及利用CRISPR\Cas9系统对水稻TDR基因进行定点突变及检测的方法。水稻中TDR基因功能缺失会引起彻底的隐性雄性不育，因而是基因工程创制隐性雄性不育的重要靶标。本发明公开了一种利用CRISPR\Cas9系统对水稻TDR基因进行定点突变的方法，通过本发明提供的定点突变方法可快速高效地创制TDR基因突变体从而获得隐性雄性不育材料。

山东省农业科学院作物研究所申请的202010483742X专利公开了一种诱导小麦花粉败育的方法。通过沉默小麦中DCL5基因的表达，可直接定向诱导小麦花粉败育。

02.

抗虫

中国科学院东北地理与农业生态研究所申请的2020105595432专利涉及大豆孢囊线虫Hg-flp-1基因及其编码蛋白和应用。Hg-flp-1是大豆孢囊线虫神经肽基因，经过dsRNA处理后，侵染根内的二龄幼虫数量及侵染21天后根表雌虫数量分别下降25%和28.9%。Hg-flp-1基因可应用于大豆孢囊线虫防治领域。

福建农林大学申请的2020104195150专利涉及一种解决杀虫毒素被昆虫肠道消化酶过度酶解的毒素改造方法。该方法利用PeptideCutter或荧光多肽酶活测定或多重底物质谱分析法（MSP‑MS）对昆虫肠道消化酶的特异性切割位点进行测定；然后利用Swiss Model和PyMOL软件相结合筛选出位于毒素非功能区域的改造位点，最后将筛选到的多个位点同时突变为不被肠道蛋白酶识别的氨基酸，以提高对靶标昆虫的杀虫活性。

采用本发明方法改造的两个毒素都能够在体外被胰蛋白酶和松墨天牛幼虫肠道消化酶水解出有效活性片段。经过改造的毒素能够更加稳定的活化出更多的活性片段，蛋白过度酶解的现象得到明显改善，且杀虫活性也得到显著的提高，这对鞘翅目昆虫松墨天牛进行生物防治提供了一条有利的途径。

南开大学申请的2020104778351专利涉及一种苏云金芽胞杆菌营养期强启动子Prsi及其应用。Prsi为组成型强启动子，在苏云金芽胞杆菌中表达β-半乳糖苷酶的活性是芽胞杆菌强启动子Phj3的5倍。该启动子可以在大肠杆菌、枯草芽胞杆菌、苏云金芽胞杆菌、蜡样芽胞杆菌等细菌中用于高效表达外源蛋白。

03.

小麦抗病

中国农业科学院作物科学研究所申请的2020104346837和2020106066807专利分别涉及小麦抗病基因TaAFRK和TaCOK。

采用病毒介导的基因沉默技术沉默小麦CI12633中的TaAFRK基因或TaCOK基因，小麦CI12633对纹枯病菌的防御能力均降低，表明TaAFRK和TaCOK均是小麦抗纹枯病的重要基因。原核表达TaAFRK蛋白含有2个anti-fungal结构域的部分肽，可以抑制小麦纹枯病菌、根腐菌和茎基腐病致病菌菌丝的生长。在周麦18中过表达TaCOK基因可以显著提高小麦植株对纹枯病抗性，也会促进春化相关基因的表达，从而通过春化抽穗，增加小麦适应性。

湖北省农业科学院粮食作物研究所申请的2020105964598专利涉及小麦抗条锈病QTL分子标记IWB12253及其应用。本发明发现的SNP位点IWB12253携带T的小麦条锈病抗性显著高于SNP位点IWB12253携带C的小麦，IWB12253与小麦条锈病相关，可用于检测小麦条锈病抗性，并用于抗条锈病分子育种。

04.

基因编辑

南京农业大学申请的202010295546X专利涉及一种基于基因枪介导的棉花基因编辑方法及应用。该方法通过下胚轴茎段培养获得胚性愈伤组织，利用基因枪将包埋好的基因编辑质粒DNA转化棉花胚性愈伤细胞，经过恢复培养、筛选培养和体细胞胚分化获得基因编辑幼苗。本发明所提供的基因枪转化胚性愈伤再生的方法可以缩短棉花遗传转化周期，提高转化效率，节约时间和工作量。

广东省农业科学院农业生物基因研究中心申请的2020104392252专利涉及一种高效的CRISPR RNP和供体DNA共位介导的基因插入或替换方法及其应用。该方法将供体DNA进行生物素标记，并将Cas9蛋白与单价链霉亲和素的融合蛋白、sgRNA和生物素标记的供体DNA混合均匀，得到CRISPR RNP‑供体DNA复合体，将上述复合体进行细胞核转化，即可实现基因插入或替换。本发明中利用该融合蛋白能结合生物素标记供体DNA的特性，使CRISPR RNP和供体DNA共同出现在目标位点，实现供体DNA在目标位点的精准插入或对目标位点基因的精准替换，适用于农作物和家畜育种。

东南大学申请的2020103377058专利涉及一种基于CRISPR/Cas9的DNA检测方法及其应用。该方法通过将待检DNA分子与一对dCas9‑sgRNA室温孵育，形成dCas9‑sgRNA‑DNA‑dCas9‑sgRNA复合物，再利用sgRNA上的捕获序列将复合物捕获到固相基质表面并捕获信号报告分子，实现靶DNA分子的检测。本方法可在不经传统核酸检测中进行核酸扩增、核酸杂交等复杂、耗时环节的情况下，快速、简单地实现低至飞摩级DNA分子的检测。本发明成功避免了目前核酸检测和分型领域中核酸杂交和扩增等关键瓶颈问题，实现了可视化和超灵敏的DNA快速检测。

05.

其他

沈阳农业大学申请的2020104019996专利涉及一种玉米花粉特异性启动子及其应用。本发明利用PCR从玉米基因组DNA中克隆得到pPSP1启动子，生物信息学分析pPSP1序列位于bz基因座附近，具备真核启动子的基本元件。测试结果表明pPSP1启动子具有花粉特异性表达活性。

华南农业大学申请的2020105224038专利涉及水稻抗敌草快基因OsLAT5。敌草快是一种灭生性除草剂，本发明敲除水稻基因OsLAT5可抑制水稻对敌草快的吸收累积，降低水稻中敌草快含量，提高水稻对敌草快的抗性。