本发明专利技术公开了突变、非天然存在的或转基因植物细胞，包括(i)包含、由或基本上由这样的序列所组成的多核苷酸，所述序列编码苏氨酸合酶、并且具有与SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:2或SEQ ID NO:3至少90％的序列同一性、或者与SEQ ID NO:4、或SEQ ID NO:5至少87％的序列同一性；(ii)由(i)所示的所述多核苷酸中的任一个所编码的多肽；或者(iii)具有与SEQ ID NO:6、SEQ ID NO:7或SEQ ID NO:8至少95％的序列同一性的多肽；或者(iv)含有如(i)所示多核苷酸的构建体、载体或表达载体。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术公开了突变、非天然存在的或转基因植物细胞，包括(i)包含、由或基本上由这样的序列所组成的多核苷酸，所述序列编码苏氨酸合酶、并且具有与SEQ?ID?NO:1、SEQ?ID?NO:2或SEQ?ID?NO:3至少90％的序列同一性、或者与SEQ?ID?NO:4、或SEQ?ID?NO:5至少87％的序列同一性；(ii)由(i)所示的所述多核苷酸中的任一个所编码的多肽；或者(iii)具有与SEQ?ID?NO:6、SEQ?ID?NO:7或SEQ?ID?NO:8至少95％的序列同一性的多肽；或者(iv)含有如(i)所示多核苷酸的构建体、载体或表达载体。【专利说明】
本专利技术公开了来自红花烟草(Nicotiana tabacum)的苏氨酸合酶基因以及其变体、同源物和片段。特别地，本专利技术描述了改变这种基因表达、或由其编码的蛋白的活性以增加植物中，如烟草植物中的游离蛋氨酸水平。通过提高烟草中甲硫基丙醛(Methional)的水平，这可用于在烟草中生成期望的味道(taste)和芳香(aroma)。
技术介绍
增加烟草的香味，如增加产生芳香的物质，可在烟草被吸烟时生成期望的味道。这样的香味可以，例如从进行美拉德反应的氨基酸中获得。甲硫基丙醛(3_(甲硫基)丙醛)是负责“烤土豆”芳香的香味化合物。可热诱导产生甲硫基丙醛，其中甲硫基丙醛源自蛋氨酸和蛋氨酸衍生物。蛋氨酸的斯特雷克降解(Strecker degradation)涉及与α -二羰基化合物的相互作用(α-二羰基化合物是美拉德反应的中间产物)，并导致形成甲硫基丙醛。已经开发出各种用于增加植物中游离蛋氨酸量的方法，例如，可将外源氨基酸加入植物。然而，使用外源加入的氨基酸导致生产成本的显著增加、以及安全和监管问题。蛋氨酸和苏氨酸的生物合成都与天冬氨酸途经相关。在植物中，其生物合成途径在O-磷酸高丝氨酸(OPH)水平上出现分歧。胱硫醚Y-合酶(CGS)和苏氨酸合酶(TS)竞争共同底物O-磷酸高丝氨酸。通过过表达或抑制涉及天冬氨酸生物合成途径的酶的表达可能增加游离的蛋氨酸水平。一个可能的方法是过表达胱硫醚Y-合成酶。另一方法是减少苏氨酸合酶的表达。然而，迄今为止，所有这种针对改变苏氨酸合酶基因的努力导致了对整株植物产生不利影响的表型。Bartlem 等(2000)Plant Physiol.，2000，123:101-110)描述了在拟南芥(Arabidopsis)植物的苏氨酸合酶基因上的突变。在编码苏氨酸合酶的基因内携带单碱基对突变的所述公开的突变体显示出蛋氨酸的过量积累和苏氨酸水平的显著减少。然而，所公开的拟南芥突变体与野生型相比遭受降低的生长。只有通过添加苏氨酸或异亮氨酸才能拯救生长障碍。Zeh 等(2001)Plant Physiol.，2001，127:792-802 公开了转基因土豆植物，其通过反义转基因方法使用组成型花椰菜花叶病毒35S启动子制备。虽然所述公开的转基因土豆植物显示出高水平的蛋氨酸，所述植物与野生型植物相比也遭受降低的生长。Avraham 等(2005) Transgenic Research, 2005，14:299-311 描述了通过反义转基因方法制备的转基因拟南芥植物。虽然所述公开的转基因植物显示出升高水平的蛋氨酸，所述植物患有严重的表型异常，包括相当严重的生长迟缓，降低的莲座叶尺寸和萎黄病的叶。需要这样的植物，如烟草植物，其联合升高水平的游离蛋氨酸，同时保留某种农艺上期望的性质，如生长速率以及植物的整体尺寸，而无需添加任何外源成分。本专利技术的目的是满足这种需要。
技术实现思路
本专利技术的方面和实施方案本专利技术至少在部分上基于以下发现:在植物或植物细胞，如烟草植物或植物细胞中苏氨酸合酶表达或活性的减少(例如，抑制)导致在植物细胞或植物的一个或更多部分与对照植物或植物细胞相比在蛋氨酸浓度上的增加。令人惊讶地，所述遗传修饰植物在其整体外观上与对照植物相比没有显示任何改变。鉴于在转基因拟南芥或土豆植物中观察到的各种不利表型，这种发现是未预料到的。因为植物可用于包括烟草在内的各种产物的商业生产，其中在外观上的改变对产业是不可接受的或者导致不可接受的减少的产物产量，所以可以有利地利用所述发现。也不需要添加外源氨基酸。此外，通过加热所述烟草释放的气雾与从对照植物制备的烟草相比含有升高水平的甲硫基丙醛。当使用所述烟草时，在烟雾或气雾中的甲硫基丙醛的增加产生期望的香味、芳香、或香味和芳香两者。本专利技术的方面和实施方案如所附权利要求所示。在一方面，提供分离多核苷酸，其包含、由或基本上由编码苏氨酸合酶、并且具有与SEQ ID N0:USEQ ID N0:2或SEQ ID NO:3至少90%的序列同一性的序列所组成。在另一方面，提供分离多核苷酸，其包含、由或基本上由编码苏氨酸合酶、并且具有与SEQ ID N0:4、或SEQ ID NO:5至少87%的序列同一性的序列所组成。在又一方面，提供分离多核苷酸，其包含、由或基本上由编码苏氨酸合酶并且具有与 SEQ ID N0:20 至少 70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%或 100%的序列同一性的序列所组成。在还一方面，提供由本专利技术的多核苷酸中的任一个所编码的分离多肽。在再一方面，提供具有与SEQ ID NO:6、SEQ ID NO:7或SEQ ID NO:8至少95%的序列同一性的分离多肽。在另一方面，提供具有与SEQ ID N0:21 至少 70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%或100%的序列同一性的分离多肽。在又一方面，提供构建体、载体或表达载体，其含有本专利技术的多核苷酸的任一个(例如，一个或更多、两个或更多、三个或更多、或者四个或更多)。在另一方面，提供突变、非天然存在的植物细胞或转基因植物细胞，其含有所述多核苷酸的至少一个(例如，一个或更多、两个或更多、三个或更多、或者四个或更多)，或者所述多肽的至少一个(例如，一个或更多、两个或更多、三个或更多、或者四个或更多)。在还一方面，提供含有根据本专利技术的植物细胞的突变、非天然存在的植物或转基因植物。适宜地，一个或多个苏氨酸合酶编码序列的表达、或由其编码的苏氨酸合酶蛋白的活性减少，以及所述烟草植物的部分与对照烟草植物相比具有在蛋氨酸含量上至少5%的增加，其中在所述对照烟草植物中苏氨酸合酶的表达或活性没有减少；或者其中在烟雾或气雾中的甲硫基丙醛浓度与来自对照烟草植物的烟雾或气雾相比增加了至少5 %。其 它方面涉及用于增加在烟草植物的至少部分中的蛋氨酸浓度的方法，包括以下步骤:(i)减少一个或更多苏氨酸合酶(例如，两个或更多、三个或更多、或者四个或更多)在烟草植物中的表达或活性，优选地，其中所述苏氨酸合酶包含本文所述的多核苷酸序列或多肽序列；(ii)测量在获自步骤(i)的突变、非天然存在的或转基因烟草植物的至少部分中蛋氨酸的浓度；以及(iii)鉴定突变、非天然存在的植物或转基因烟草植物，其中其蛋氨酸的浓度与对照植物相比已增加。优选地，在一段时间之后，例如在田间移植后3个月、或去稍后36天，所述突变、非天然存在的植物或转基因烟草植物的整体外观与对照烟草植物基本相同。在一本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种突变、非天然存在的或转基因植物细胞，其包含：(i)包含、由或基本上由这样的序列所组成的多核苷酸，所述序列编码苏氨酸合酶并且具有与SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:2或SEQ ID NO:3至少90％的序列同一性、或与SEQ ID NO:4、或SEQ ID NO:5具有至少87％的序列同一性；(ii)由(i)所示的所述多核苷酸中的任一个所编码的多肽；或者(iii)具有与SEQ ID NO:6、SEQ ID NO:7或SEQ ID NO:8至少95％的序列同一性的多肽；或者(iv)含有如(i)所示的多核苷酸的构建体、载体或表达载体。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：L·博韦，N·谢罗，
申请(专利权)人：菲利普莫里斯产品有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH
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