生产改变含油量的植物制造技术

本发明专利技术涉及由于ＨＩＯ１００２核酸的改变的表达，而显示改变的含油量表型的植物。本发明专利技术更进一步涉及生产具有改变的含油量表型的植物的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请要求2004年5月28日提交的美国临时专利申请60/575,202的优先权，其内容全部引入作为参考。
技术介绍
操纵农作物种子的组成，尤其是种子油类的含量和组成的能力在涉及加工食品油类以及动物饲养油类的农业工业中具有重要的应用价值。农作物的种子含有多种有价值的组分，包括油类，蛋白以及淀粉。工业生产过程可以分离若干或所有这些组分用于专门应用的单独销售。例如，几乎60％的美国大豆农作物通过大豆加工工业进行压榨。大豆加工产生高价销售的精炼油，而残余物主要作为低价值的饲料销售(US Soybean Board，2001 Soy Stats)。加拿大油菜(canola)种子被压榨产生油类以及副产品加拿大油菜粗粉(加拿大加拿大油菜协会)。几乎20％的1999/2000年的美国玉米农作物经过工业化精炼，主要用于产生淀粉，乙醇以及油类(玉米精炼业者协会)。因此，常常需要使种子的含油量最大化。例如，对于诸如大豆以及加拿大油菜的加工含油种子而言，提高种子的绝对含油量将提高这种谷物的价值。对于加工的玉米而言，可能需要根据其它主要组分的应用提高或者降低含油量。降低油类可以通过降低与油类氧化相关的不希望的味道改善分离的淀粉的质量。或者，在味道并不重要的乙醇产生中，提高含油量可以提高总的价值。在许多谷物饲料中，诸如玉米以及小麦，可能希望提高植物含油量，因为油类比诸如碳水化合物的其它种子组分具有较高的能含量。含油种子加工，就像大多数谷物加工业一样是资金密集型产业；因此产品从低值组分到高价值油类组分的产品分布的较小改变可能对于谷物加工者而言就具有显著的经济影响。油类的生物技术处理可以提供组成的改变以及油产量的改进。组成的改变尤其包括高油酸的大豆以及玉米油(美国专利6,229,033以及6,248,939)，以及含有月桂酸酯的种子(美国专利5,639,790)等。组成改变的工作主要集中在加工的含油种子但是已经可以很容易地延伸至非-含油种子农作物包括玉米。虽然对提高含油量具有相当的兴趣，在这一领域目前唯一可行的生物技术是高油类玉米(HOC)技术(杜邦，美国专利5,704,160)。HOC利用通过标准的选择育种连同生产系统中称为顶交(TopCross)的优良品种(不孕雄性)杂交雌性得到的高油类授粉者。顶交高油类系统使玉米收获的谷物含油量从～3.5％提高到～7％，改善了谷物的能含量。虽然HOC生产系统已经卓有成效，但是其仍然具有固有的局限性。首先，担负全部的土地的种子栽植的低授粉者百分比的系统含有固有风险，尤其是在旱年。第二，当前HOC领域含油量已经平稳在大约9％的油类。最后，高油类玉米主要不是生物化学变化，而是对于提高含油量产生间接结果的解剖学上的突变体(提高胚芽尺寸)。为此，可选择的高油类策略，尤其是来源于改变生化产量的高油类策略将是非常重要的。操作油市场最明显的目标农作物是大豆以及油菜籽，并且大量商业工作(例如美国专利5,952,544；PCT申请WO9411516)证明拟南芥是这些农作物中油类代谢的优良模型。种子油组合物的生物化学筛选已经鉴定了拟南芥的许多关键生物合成酶基因并且导致农业上重要基因的直向同源物被鉴定出来。例如，利用化学诱变处理群的筛选已经鉴定了其种子显示脂肪酸成份改变的脂类突变体(Lemieux B等1990，James以及Dooner，1990)。检测脂肪酸成份改变的T-DNA诱变筛选(Feldmann等1989)鉴定了ω3脱氢酶(FAD3)以及δ-12脱氢酶(FAD2)基因(美国专利5952544；Yadav等，1993；Okuley等，1994)。集中在含油量而非油类质量的筛选分析化学上诱导的皱缩种子或籽粒密度改变的突变体，据此推断出改变的植物含油量(Focks以及Benning，1998)。用来鉴定参与非常长链脂肪酸产生的酶的另一种筛选鉴定了编码负责降低种子中三酰甘油聚集的甘油二酯酰基转移酶(DGAT)的基因的突变(Katavic V等，1995)。此外，还显示DGAT cDNA的种子特异性过表达与提高的植物含油量有关(Jako等，2001)。植物中的激活标签法是一种通过插入包含调节序列(例如，增强子)的异源核酸构建体到植物基因组中而产生随机突变的方法。调节序列可起到增强一个或多个天然植物基因转录的作用；因此，激活标签法是一种用于产生功能获得(gain-of-function)，通常是显性突变体的有效方法(参见，例如，Hayashi等，1992；Weigel D等，2000)。插入的构建体提供了一种分子标签，其用于快速鉴定由于其错表达引起突变表型的天然植物。激活标签法同时可导致功能丧失的表型。插入可导致天然植物基因的破坏，在该情况中表型通常是隐性的。激活标签法已经被用于多种物种，包括烟草和拟南芥，来鉴定各种突变表型和与这些表型相关的基因(Wilson，等，1996，Schaffer等，1998，Fridborg等，1999；Kardailsky等，1999；Christensen S等，1998)。专利技术概述本专利技术提供了具有高油类含量表型的转基因植物。转基因植物包括含有编码或互补于编码HIO1002多肽的核苷酸序列的转化载体。在优选的实施方案中，转基因植物选自油菜籽，大豆，玉米，向日葵，棉花，可可，红花，油棕，椰子，亚麻，蓖麻以及花生。本专利技术还提供了产生油类的方法，包括培育转基因植物以及从所述植物回收油类。本专利技术还提供了具有高油表型的转基因植物细胞。所述转基因植物细胞包括含有编码或者互补于编码高油(下文称作“HIO1002”)多肽的序列的核苷酸序列的转化载体。在优选的实施方案中，该转基因植物细胞选自油菜籽，大豆，玉米，向日葵，棉花，可可，红花，油棕，椰子，亚麻，蓖麻以及花生。在其它实施方案中，所述植物细胞为种子，花粉，繁殖体或者胚芽细胞。本专利技术进一步提供了含有编码HIO1002多肽的核酸序列的饲料，粗粉，谷物，食品或者种子。本专利技术的转基因植物通过包括向植物的祖细胞导入含有编码或互补于编码HIO1002多肽的序列的核苷酸序列的植物转化载体，以及培育转化的祖细胞产生转基因植物的方法产生，其中的HIO1002多核苷酸序列的表达产生高油类含量表型。本专利技术还提供了从所述转基因植物获得的植物细胞。本专利技术还提供了超过约10,000，更优选约20,000，甚至优选约40,000粒种子的容器，其中超过约10％，更优选约25％，更优选约50％，甚至更优选约75％或者更优选约90％的种子为来源于本专利技术的植物的种子。本专利技术还提供了超过约10kg，更优选约25kg，甚至更优选约50kg种子的容器，其中超过约10％，更优选约25％，更优选约50％，甚至更优选约75％或者更优选约90％的种子为来源于本专利技术的植物的种子。本专利技术的任一植物或其部分可以被加工产生饲料，粗粉或者油制剂。用于该目的的尤其优选的植物部分为种子。在优选的实施方案中，饲料，粗粉或者油制剂被设计用于反刍动物。生产饲料，粗粉和油制剂的方法是本领域公知的。例如，参见美国专利4,957,748；5,100,679；5,219,596；5,936,069；6,005,076；6,146,669；以及6,156,227。本专利技术的粗粉可以与其他的粗粉混合。在优选的本文档来自技高网...

【技术保护点】
包括植物转化载体的转基因植物，该植物转化载体含有编码或互补于编码包括ＳＥＱＩＤＮＯ：２，４或６的氨基酸序列的ＨＩＯ１００２多肽或其直系同源物的序列的核苷酸序列，由此相对于对照植物，该转基因植物具有高油表型。

【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：约翰戴维斯，桑德拉彼得斯，海因措恩格额，
申请(专利权)人：农业经济有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]