包含突变酰基－ＡＣＰ硫酯酶等位基因的芸苔属植物制造技术

本发明专利技术涉及包含新型种子脂类组成的作物植物。提供了编码芸苔属脂酰－酰基载体蛋白（ＡＣＰ）硫酯酶Ｂ蛋白（ＦＡＴＢ）和类似蛋白的野生型和突变核酸分子。还提供了在其基因组中包含至少三种突变ｆａｔＢ等位基因的芸苔属植物、组织和种子，其中显著改变了种子油脂肪酸组合物或模式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含突变酰基-ACP硫酯酶等位基因的芸苔属植物专利
本专利技术涉及农业产物的领域，特别是包含新型种子脂类组合物的作物植物。还提供了编码芸苔属脂肪酰-酰基载体蛋白(ACP)硫酯酶B蛋白(FATB)的野生型和突变核酸分子，及其蛋白质。还提供了在其基因组中包含至少三种突变fatB等位基因(在至少三个编码不同的FATB蛋白的芸苔属基因中)的芸苔属植物、组织和种子，从而显著的改变了种子油脂肪酸组成和谱。此外，本文还提供了用于产生芸苔属植物的方法，所述植物产生的种子包含具有降低水平的饱和脂肪酸的种子油，当可以从此类种子中获得种子油时。此类种子油不需要进一步混合或修饰，就可以根据美国健康和人类服务部(HHS)的食品和药品监管局(FDA)标注“低饱和”或含有“无饱和”。还提供了用于在芸苔属植物、组织或种子中，检测一种或多种突变fatB和/或野生型FATB等位基因存在的检测工具(试剂盒)和方法，以及用于将一种或多种突变fatB和/或野生型FATB等位基因转移至其它芸苔属植物中的方法，和用于组合植物中不同的fatB和/或FATB等位基因的方法。特别地，用于组合适合数量的突变fatB等位基因的方法，所述基因编码非功能性FATB蛋白和/或具有显著降低的体内活性的FATB蛋白，所述组合的方法以显著降低了芸苔属种子油中积累的总饱和脂肪酸和/或特定饱和脂肪酸的相对量的方式。此外还提供了植物、或其部分、和/或其后代、种子和种子油以及本专利技术的方法和/或试剂盒的用途。专利技术背景由于在人类和动物饮食中，以及多种工业用途中广泛使用，植物油具有日益重要的经济价值。然而，这类油的脂肪酸组成通常对于多种上述用途都不是优化的。因为出于营养和工业目的，都需要具有特定脂肪酸组成的特种油，因此，对于通过植物育种和/或通过植物生物技术的新分子工具来修饰油组成存在极大的兴趣(参见例如，Scarth和Tang，2006，CropScience46：1225-1236，关于芸苔属油的修饰作用)。食用油的特性和健康属性大部分取决于它们的脂肪酸组成。大多数源自经济植物变种的植物油主要由棕榈酸(16:0)、硬脂酸(18:0)、油酸(18:1)、亚油酸(18:2)和亚麻酸(18:3)组成。棕榈酸和硬脂酸分别是16和18碳长的饱和脂肪酸。油酸、亚油酸和亚麻酸是18碳长的不饱和脂肪酸，分别含有1、2和3个双键。油酸称为单不饱和脂肪酸，而亚油酸和亚麻酸称为多不饱和脂肪酸。芸苔属油料种，如欧洲油菜(Brassica.Napus，B.napus)和芥菜(Brassica.Juncea，Brassica.juncea)，通常称为油菜籽油菜(rapeseed)和芥子(mustard)，是目前除大豆以外的第二大油料种子作物(FAO，2005；Raymer(2002)InJ.Janick和A.Whipkey(编著)Trendsinnewcropsandnewuses.ASHSPress，Alexandria，VARaymer，第122-126页)。油菜籽油通过传统的芸苔属油料种子栽培品种(欧洲油菜、芜菁(B.rapa)和芥菜)产生(Shahidi(1990)InShahidi(编著)卡诺拉油菜andrapeseed：Production，chemistry，nutrition，andprocessingtechnology.VanNostrandReinhold，NewYork，第3-13页；Sovero(1993)InJ.Janick和J.E.Simon(编著)Newcrops.JohnWiley&Sons，NewYork，第302-307页)，通常具有脂肪酸组成为5％棕榈酸(C16:0)、1％硬脂酸(C18:0)、15％油酸(C18:1)、14％亚油酸(C18:2)、9％亚麻酸(C18:3)和45％芥酸(C22:1)，以基于总脂肪酸含量的重量计(本文的后文中称为wt％)(Ackman(1990)InShahidi(编著)卡诺拉油菜andrapeseed：Production，chemistry，nutrition，andprocessingtechnology.VanNostrandReinhold，NewYork，第81-98页)。芥酸是营养上不理想的脂肪酸，出于食用用途已经在芸苔属油中降低至非常低的水平。在种子油中，基于总脂肪酸的饱和脂肪酸的典型相对量是在约6.5％和7.5％之间，其中大部分是棕榈酸和硬脂酸。在加拿大，植物科学家的工作集中在创造所谓的“双低”变种上，所述变种的种子油中的芥酸低，以及油提取后剩余的固体粗粉中的芥子油苷低(即，低于2wt％的芥酸含量，和每克无油粗粉中低于30微摩尔的芥子油苷含量)。这些在加拿大开发的较高质量形态的油菜被称为卡诺拉油菜(canola)。卡诺拉油菜油的特征是相对低水平的饱和脂肪酸(平均约7wt％)，相对高水平的单不饱和脂肪酸(约61wt％)和中间水平的多不饱和脂肪酸(约32wt％)，在亚油酸(即，ω-6脂肪酸)(约21wt％)和α-亚麻酸(即，ω-3脂肪酸)(约11wt％)之间具有良好的平衡。目前对膳食脂肪的兴趣的主要原因涉及这样的证据，所述证据将高脂肪摄入(特别是饱和脂肪)与冠心病之间相联系。高水平的血胆固醇，特别是“坏”(低密度脂蛋白或LDL)胆固醇，构成了冠心病的主要风险因子。一些研究提示，高单不饱和脂肪和低饱和脂肪的饮食可以降低“坏”(低密度脂蛋白或LDL)胆固醇，同时维持“好”(高密度脂蛋白或HDL)胆固醇(Nicolosi和Rogers，1997，Med.Sci.SportsExerc.29：1422-1428)。北美和欧洲的营养推荐需要总脂肪摄入降低至30％或更少，以及饱和脂肪摄入降低至少于10％的总能量(21C.F.R.101.75(b)(3))(相比大多数工业国家，饱和脂肪摄入占总卡路里消耗的约15％至20％)。为了促进消费者觉悟，由美国健康和人类服务部(HHS)的食品和药品监管局(FDA)出版的现行标签指导条例目前要求，在每习惯消费的基准量中总饱和脂肪酸水平占1g或更少，并且不超过15％的卡路里来自饱和脂肪酸，可以获得“低饱和脂肪”或“低饱和”标签(21C.F.R.101.62(c)(2))；在每习惯消费的基准量和每标记的服务中少于0.5g饱和脂肪和少于0.5g反式脂肪酸(由植物油的(部分)氢化作用产生的一类不饱和脂肪酸，由于其增加冠心病的风险而认为是不健康的，尽管是不饱和的)，可以获得“无(或零)饱和脂肪”或“无(或零)饱和(sat)”的标签(21C.F.R.101.62(c)(1))。这意味着植物油的总饱和脂肪酸含量(基于油中的脂肪酸总量的饱和脂肪酸重量百分比)，即月桂酸(C12:0；十二碳酸)、肉豆蔻酸(C14:0；十四烷酸)、棕榈酸(C16:0；十六烷酸)、硬脂酸(C18:0；十八烷酸)、花生酸(C20:0；二十烷酸)、山萮酸(C22:0；二十二烷酸)和木蜡酸(C24:0；二十四烷酸)的含量的总量，需要低于7wt％，来获得“低饱和”标签和低于“3.5wt％”来获得“无饱和”标签(基于15ml或14g油的基准量-21C.F.R.101.12)。与其它普遍使用的可食用植物油(例如，向日葵油(8wt本文档来自技高网...

【技术保护点】
包含至少三种ＦＡＴＢ基因或其部分的芸苔属植物，特征是在其基因组中包含至少一种突变ＦＡＴＢ等位基因。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2007-7-9 07075568.1;US 2007-7-10 60/958,9451.种子油，其通过收获种子并且从所述种子中提取油获得，其中所述种子是来自包含至少三种FATB基因的芸苔属植物的种子，特征是在其基因组中包含至少三种突变FATB等位基因，从而突变FATB等位基因是至少三种不同的FATB基因的突变等位基因，其中所述突变FATB等位基因编码缺少第二个保守的甲硫氨酸的少于229个氨基酸的包含相应野生型FATB蛋白质的N末端部分的截短的FATB蛋白，或其中所述突变FATB等位基因不编码FATB蛋白，并且其中突变FATB等位基因是FATB基因的突变等位基因，所述FATB基因包含选自以下的核酸分子：-由SEQIDNO:13、SEQIDNO:15、SEQIDNO:17、SEQIDNO:19、SEQIDNO:21或SEQIDNO:23的序列组成的核酸分子；和-编码由SEQIDNO:14、SEQIDNO:16、SEQIDNO:18、SEQIDNO:20、SEQIDNO:22或SEQIDNO:24的序列组成的氨基酸序列的核酸分子。2.根据权利要求1的种子油，其中所述植物在其基因组中包含至少四或五种突变FATB等位基因，其中突变FATB等位基因是至少四或五种不同的FATB基因的突变等位基因。3.根据权利要求1的种子油，其中所述植物包含至少一种野生型FATB等位基因。4.根据权利要求1的种子油，其中所述植物针对野生型和突变FATB等位基因是纯合的。5.根据权利要求4的种子油，其中所述植物包含一种额外的突变FATB等位基因，其中额外的突变FATB等位基因选自剩余的野生型FATB等位基因，其中所述植物对于该额外的突变FATB等位基因是杂合的。6.根据权利要求1的种子油，其中所述突变FATB等位基因包含缺失突变。7.根据权利要求6的种子油，其中所述FATB等位基因选自FATB-A1-FN1、FATB-A2-FN1、FATB-A2-FN2、FATB-A2-FN3和FATB-C2-FN1。8.根据权利要求1的种子油，其中所述突变FATB等位基因包含无义突变。9.根据权利要求8的种子油，其中所述FATB等位基因选自FATB-A1-EMS01、FATB-A1-EMS02、FATB-A1-EMS03、FATB-A1-EMS05、FATB-A1-EMS06、FATB-A2-EMS01、FATB-A2-EMS04、FATB-A2-EMS05、FATB-A3-EMS01、FATB-C1-EMS05、FATB-C2-EMS02、FATB-C2-EMS03、FATB-C2-EMS05和FATB-C2-EMS06。10.根据权利要求1的种子油，其中所述突变FATB等位基因包含剪接位点突变。11.根据权利要求10的种子油，其中所述FATB等位基因选自FATB-A1-EMS07、FATB-A1-EMS09、FATB-A2-EMS02、FATB-A2-EMS03、FATB-C1-EMS04、FATB-C2-EMS04和FATB-C3-EMS02。12.根据权利要求1的种子油，其中与不包含突变FATB等位基因的相应植物生产的功能性FATB蛋白的量相比，所述突变FATB等位基因导致在体内植物细胞内功能性FATB蛋白的量显著降低。13.根据权利要求1的种子油，其中所述植物来自芸苔属作物物种。14.根据权利要求13的种子油，其中所述芸苔属作物物种为欧洲油菜(Brassicanapus)、芥菜(Brassicajuncea)、埃塞俄比亚芥(Brassicacarinata)、芜菁(Brassicarapa)或甘蓝(Brassicaoleracea)。15.根据权利要求14的种子油，其中所述芸苔属油料种子物种为欧洲油菜、芥菜或芜菁。16.根据权利要求1的种子油，其包含少于7wt％的总饱和脂肪酸。17.根据权利要求1的种子油，其包含少于3.6wt％的总饱和脂肪酸。18.用于确定在如权利要求7中所述的芸苔属植物或其植物材料或种子中突变FATB等位基因的存在的方法，其包括使芸苔属植物、植物材料或种子进行聚合酶链式反应测定，所述测定包括对所述植物、植物材料或种子的基因组中所述至少三种突变的FATB等位基因的测定，所述突变的FATB等位基因的测定使用的引物组如下：-其中所述突变FATB等位基因是FATB-A1-FN1，且其中所述引物组包括一种包含SEQIDNO:31的序列的引物，和/或一种包含SEQIDNO:32的序列的引物，或-其中所述突变FATB等位基因是FATB-A1-FN1，且其中所述引物组包括一种包含SEQIDNO:31的序列的引物，和/或一种包含SEQIDNO:43的序列的引物，或-其中所述突变FATB等位基因选自FATB-A2-FN1、FATB-A2-FN2和FATB-A2-FN3，且其中所述引物组包括一种包含SEQIDNO:33的序列的引物，和/或一种包含SEQIDNO:34的序列的引物，或-其中所述突变FATB等位基因选自FATB-A2-FN1、FATB-A2-FN2和FATB-A2-FN3，且其中所述引物组包括一种包含SEQIDNO:44的序列的引物，和/或一种包含SEQIDNO:45的序列的引物，或-其中所述突变FATB等位基因是FATB-C2-FN1，且其中所述引物组包括一种包含SEQIDNO:39的序列的引物，和/或一种包含SEQIDNO:40的序列的引物，或-其中所述突变FATB等位基因是FATB-C2-FN1，且其中所述引物组包括一种包含SEQIDNO:39的序列的引物，和/或一种包含SEQIDNO:48的序列的引物。19.用于确定在如权利要求9或11中所述的芸苔属植物或其植物材料或种子中的突变FATB等位基因的存在的方法，其包括使芸苔属植物、植物材料或种子进行聚合酶链式反应测定，所述测定包括对所述植物、植物材料或种子的基因组中所述至少三种突变的FATB等位基因的测定，所述突变的FATB等位基因的测定使用的引物组如下：-其中所述突变FATB等位基因是FATB-A1-EMS05，并且其中所述引物组包括一种包含SEQIDNO:50的序列的引物，和/或一种包含SEQIDNO:52的序列的引物，或-其中所述突变FATB等位基因是FATB-A1-EMS06，并且其中所述引物组包括一种包含SEQIDNO:53的序列的引物，和/或一种包含SEQIDNO:55的序列的引物，或-其中所述突变FATB等位基因是FATB-A2-EMS01，并且其中所述引物组包括一种包含SEQIDNO:58的序列的引物，和/或一种包含SEQIDNO:60的序列的引物，或-其中所述突变FATB等位基因是FATB-A2-EMS05，并且其中所述引物组包括一种包含SEQIDNO:58的序列的引物，和/或一种包含SEQIDNO:56的序列的引物，或-其中所述突变FATB等位基因是FATB-A3-EMS01，并且其中所述引物组包括一种包含SEQIDNO:64的序列的引物，和/或一种包含SEQIDNO:62的序列的引物，或-其中所述突变FATB等位基因是FATB-C1-EMS04，并且其中所述引物组包括一种包含SEQIDNO:68的序列的引物，和/或一种包含SEQIDNO:38的序列的引物，或-其中所述突变FATB等位基因是FATB-C1-EMS05，并且其中所述引物组包括一种包含SEQIDNO:65的序列的引物，和/或一种包含SEQIDNO:67的序列的引物，或-其中所述突变FATB等位基因是FATB-C2-EMS02，并且其中所述引物组包括一种包含SEQIDNO:70的序列的引物，和/或一种包含SEQIDNO:72的序列的引物，或-其中所述突变FATB等位基因是FATB-C2-EMS03，并且其中所述引物组包括一种包含SEQIDNO:73的序列的引物，和/或一种包含SEQIDNO:75的序列的引物，或-其中所述突变FATB等位基因是FATB-C3-EMS02，并且其中所述引物组包括一种包含SEQIDNO:76的序列的引物，和/或一种包含SEQIDNO:78的序列的引物。20.用于确定在如权利要求7中所述的芸苔属植物或其植物材料或种子中的突变FATB等位基因的存在的方法，其包括将生物学样品进行使用至少一种特定探针的组的杂交测定，所述杂交测定包括对所述植物、植物材料或种子的基因组中所述至少三种突变的FATB等位基因的测定，其中所述突变FATB等位基因选自FATB-A1-FN1、FATB-A2-FN1、FATB-A2-FN2、FATB-A2-FN3和FATB-C2-FN1，且所述突变的FATB等位基因的测定使用的特异性探针包含SEQIDNO:25或28的核苷酸序列。21.用于确定在如权利要求9或11中所述的芸苔属植物或其植物材料或种子中的突变FATB等位基因的存在的方法，其包括将生物学样品进行使用至少一种特定探针的组的杂交测定，所述杂交测定包括对所述植物、或其植物材料或种子的基因组中所述至少三种突变的FATB等位基因的测定，所述突变的FATB等位基因的测定使用的探针组如下：-其中所述突变FATB等位基因是FATB-A1-EMS05，并且其中所述探针组包括一种包含SEQIDNO:81的序列的探针和/或一种包含SEQIDNO:82的序列的探针，或-其中所述突变FATB等位基因是FATB-A1-EMS06，并且其中所述探针组包括一种包含SEQIDNO:83的序列的探针和/或一种包含SEQIDNO:84的序列的探针，或-其中所述突变FATB等位基因是FATB-A2-EMS01，并且其中所述探针组包括一种包含SEQIDNO:85的序列的探针和/或一种包含SEQIDNO:86的序列的探针，或-其中所述突变FATB等位基因是FATB-A2-EMS05，并且其中所述探针组包括一种包含SEQIDNO:87的序列的探针和/或一种包含SEQIDNO:88的序列的探针，或-其中所述突变FATB等位基因是FATB-A3-EMS01，并且其中所述探针组包括一种包含SEQIDNO:89的序列的探针和/或一种包含SEQIDNO:90的序列的探针，或-其中所述突变FATB等位基因是FATB-C1-EMS04，并且其中所述探针组包括一种包含SEQIDNO:91的序列的探针和/或一种包含SEQIDNO:92的序列的探针，或-其中所述突变FATB等位基因是FATB-C1-EMS05，并且其中所述探针组包括一种包含SEQIDNO:93的序列的探针和/或一种包含SEQIDNO:94的序列的探针，或-其中所述突变FATB等位基因是FATB-C2-EMS02，并且其中所述探针组包括一种包含SEQIDNO:95的序列的探针和/或一种包含SEQIDNO:96的序列的探针，或-其中所述突变FATB等位基因是FATB-C2-EMS03，并且其中所述探针组包括一种包含SEQIDNO:97的序列的探针和/或一种包含SEQIDNO:98的序列的探针，或-其中所述突变FATB等位基因是FATB-C3-EMS02，并且其中所述探针组包括一种包含SEQIDNO:99的序列的探针和/或一种包含SEQIDNO:100的序列的探针。22.确定如权利要求7中所述的芸苔属植物、或其植物材料或种子中的突变FATB等位基因接合性状态的方法，所述方法包括确定在所述植物、植物材料或种子的基因组DNA中突变和相应野生型FATB特定区域的存在，其包括使所述植物、植物材料或种子的基因组DNA进行使用至少2或至少3种引物的组的聚合酶链式反应测定，其中所述引物中的两种特异性识别野生型FATB等位基因，并且其中所述引物中的两种特异性识别突变FATB等位基因，所述聚合酶链式反应测定包括对所述植物、或其植物材料或种子的基因组中所述至少三种突变的FATB等位基因和相应野生型FATB等位基因的接合性状态的测定，所述突变的FATB等位基因和相应野生型FATB等位基因的接合性状态的测定使用的引物组如下：-其中所述野生型FATB等位基因是FATB-A1，且所述突变FATB等位基因是FATB-A1-FN1，其中所述引物组包括一种包含SEQIDNO:31的序列的引物和/或一种包含SEQIDNO:32的序列的引物，或-其中所述野生型FATB等位基因是FATB-A1，且所述突变FATB等位基因是FATB-A1-FN1，其中所述引物组包括一种包含SEQIDNO:31的序列的引物和/或一种包含SEQIDNO:43的序列...

【专利技术属性】
技术研发人员：B拉加，B登博尔，B朗伯特，
申请(专利权)人：拜尔生物科学公司，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]