生产具有增加的γ－氨基丁酸（ＧＡＢＡ）含量的转基因细胞的方法技术

本发明专利技术一般涉及生产转基因细胞的方法，所述转基因细胞与相应的未转化的野生型细胞相比具有增加的γ－氨基丁酸（ＧＡＢＡ）含量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生产具有增加的Y-氨基丁酸(GABA)含量的转基因细胞的方法本专利技术一般涉及生产转基因细胞的方法，所述转基因细胞与相应的未转化的野生型细胞相比具有增加的Y-氨基丁酸(GABA)含量。特别的，本专利技术涉及与相应的未转化的野生型相比，具有增加的Y-氨基丁酸 (GABA)含量的植物细胞和植物。本专利技术还涉及生产和筛选以及培育此类植物细胞或植物的方法。y -氨基丁酸用于增强特定植物的生长，预防葡萄出现白粉病(powderymildew)， 以及抑制其他一些植物疾病。人和动物通常以可变的量摄入和代谢Y-氨基丁酸。Y-氨基丁酸于1998年作为生长增强性杀虫活性成分获得注册(批准销售)。Y -氨基丁酸是重要的信号，帮助调控植物的矿物质利用度。矿物质支持控制生长和繁殖的生物化学通路，以及指导植物对多种生物和非生物胁迫的应答的通路。在胁迫期间和植物生长的一些阶段， 矿物质的需求特别高。在上述时期，植物中的Y-氨基丁酸水平天然的增加。Y-氨基丁酸(GABA)作为非蛋白氨基酸，通常在环境刺激后积累在植物中，所述环境刺激也可以导致乙烯产生。外源性GABA在约1 后导致乙烯生产速率增加达14倍。 GABA导致ACC合成酶mRNA积累、ACC水平、ACC氧化酶mRNA水平和体外的ACC氧化酶活性增加。提示GABA作为信号转导子的潜在角色。参见PlantPhysiol. 115(1) 129-35 (1997) γ-氨基丁酸(GABA)作为四碳的非蛋白质氨基酸，是大部分原核和真核生物中的游离氨基酸库的重要组分。在植物中，胁迫启动信号转导通路，在所述通路中，增加的胞质 Ca2+激活Ca2+/钙调素依赖性谷氨酸脱羧酶活性和GABA合成。升高的H+和底物水平也可以刺激谷氨酸脱羧酶活性。GABA积累可能主要由谷氨酸脱羧酶介导。实验证据支持GABA合成参与pH调控、氮储存、植物发育和防御，以及相容性渗透溶质和谷氨酸利用的替代通路， 参见 Trends Plant Sci. 4(11) :446-452 (1999)。应答创伤时快速的GABA积累可能在植物的抗虫防御中发挥作用(Ramputh 和 Brown, Plant Physiol. Ill(1996) :1349-1352)。Shelp 等，Canadien Journal of Botany(2003)81，11，1045-1048中综述了 Y -氨基丁酸(GABA)作为植物-无脊椎动物害虫体系中的潜在控制试剂的发展。作者描述到，可获得的证据表明，植物响应生物和非生物胁迫时的GABA积累是通过谷氨酸脱羧酶的激活介导的。基于GABA在无脊椎动物害虫中作为抑制性神经递质发挥作用的事实，更多的应用研究表明，摄入的GABA干扰神经发挥功能， 并导致对斜纹卷叶蛾幼虫的伤害，以及烟草夜蛾幼虫和斜纹卷叶蛾幼虫的爬行和进食植物分别刺激大豆和烟草中的GABA积累。此外，遗传改造的烟草中内源性GABA水平的升高制止了烟草夜蛾幼虫对其进食和被北方根结线虫感染。因此，作者总结到，具有高GABA生产潜力的遗传改造的作物品种可以作为控制无脊椎动物害虫的化学杀虫剂的替代对策。在被子植物繁殖过程中，花粉粒形成花粉管，穿过雌花组织到达珠孔，将精子递送到卵细胞。在体外，GABA刺激花粉管的生长。许多关于植物中的GABA的现有工作都关注于它的代谢作用(Fait等，Trends in Plant Sci.，第13卷，Nr. 1，第14-19页，2007)和胁迫/害虫相关性和信号传递作用(Bouche 等，Trends in Plant Sci.，第 9 卷，Nr. 3，第 110-115 页，2004)。GABA在植物组织和运输液中的积累响应多种非生物胁迫(Allan等，J Exp Bot, 第 59 卷，No. 9，第 2555-2564 页，2008)。Beuve 等(PCE，27，1035-1046，2004)发现，硝酸盐内流和GABA在短期和长期实验中正相关，且提供给根的外源性GABA诱导&iNrt2 (硝酸盐转运子)mRNA表达的显著增加。 另一方法是使用GABA刺激植物生长，通过将GABA以1 5000ppmGABA溶液施于植物的叶、茎和/或根上，优选与易于代谢的碳源(有机酸、氨基酸、简单碳水化合物，以及有机酸、氨基酸和简单碳水化合物的混合物)一起。虽然尚未了解GABA在细胞中的作用，也未阐明其作用机制，由于GABA的上述生理学作用和农业技术潜力，故需要鉴别参与GABA代谢的酶和其他蛋白质的基因。为了提高植物的产量性状，特别需要产生突变体和转基因植物系，用其修饰植物中的GABA含量。因而，在第一个实施方案中，本专利技术涉及通过增加或产生一种或多种以下活性而生产转基因细胞的方法，所述转基因细胞与相应的未转化的野生型细胞相比具有增加的Y-氨基丁酸(GABA)含量，所述活性选自60S核糖体蛋白、ABC转运子透性酶(transporter permease)蛋白、乙酰转移酶、酰基载体蛋白、At4g32480_蛋白、 At5gl6650-蛋白、ATP结合蛋白、自噬作用相关蛋白、生长素应答因子、生长素转录因子、 bl003-蛋白、bl522-蛋白、b2739_蛋白、b3646_蛋白、B4(^9_蛋白、支链氨基酸透性酶、钙依赖性蛋白激酶、细胞色素C氧化酶VIII亚基、延伸因子Tu、因子停滞蛋白(Factor arrest protein)、延胡索酰乙酰乙酸水解酶、栊牛儿基栊牛儿基焦磷酸合酶、葡萄糖脱氢酶、葡萄糖转移酶、Harpin诱导性家族蛋白、高柠檬酸合酶、水解酶、异分支酸合酶、MFS型转运子蛋白、微粒体β-酮还原酶、聚半乳糖醛酸酶、蛋白磷酸酶、丙酮酸激酶、Sec非依赖性蛋白质转位酶亚基、丝氨酸蛋白酶、硫氧还蛋白、硫氧还蛋白家族蛋白、转录调节子、泛醌生物合成单加氧酶和YHR213W-蛋白。因而，在一个实施方案中，本专利技术的方法涉及这样的方法，包括提供非人的细胞或生物、微生物、非人动物、动物组织或动物细胞，优选植物细胞、 植物组织、植物；和增加或产生一种或多种选自以下的活性60S核糖体蛋白、ABC转运子透性酶蛋白、乙酰转移酶、酰基载体蛋白、At4g32480-蛋白、At5gl6650-蛋白、ATP结合蛋白、自噬作用相关蛋白、生长素应答因子、生长素转录因子、bl003-蛋白、bl522-蛋白、1^2739-蛋白、 b3646-蛋白、B4029-蛋白、支链氨基酸透性酶、钙依赖性蛋白激酶、细胞色素C氧化酶VIII 亚基、延伸因子Tu、因子停滞蛋白、延胡索酰乙酰乙酸水解酶、栊牛儿基栊牛儿基焦磷酸合酶、葡萄糖脱氢酶、糖基转移酶、Harpin诱导性家族蛋白、高柠檬酸合酶、水解酶、异分支酸合酶、MFS型转运子蛋白、微粒体β -酮还原酶、聚半乳糖醛酸酶、蛋白磷酸酶、丙酮酸激酶、 Sec非依赖性蛋白质转位酶亚基、丝氨酸蛋白酶、硫氧还蛋白、硫氧还蛋白家族蛋白、转录调节子、泛醌生物合成单加氧酶和YHR213W-蛋白，例如在所述生物中产生GABA的增加；和在允许增加的GABA含量产生的条件下，生长所述非人细胞或生物、微生物、非人动物、动物组织或动物细胞，优选植物细胞、植物组织、植物，和任选的回收或分离由所述生物合成的GABA。在另本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．通过增加或产生一种或多种以下活性生产转基因细胞的方法，所述转基因细胞与相应的未转化的野生型细胞相比具有增加的γ－氨基丁酸（ＧＡＢＡ）含量，所述活性选自：因子停滞蛋白、６０Ｓ核糖体蛋白、ＡＢＣ转运子透性酶蛋白、乙酰转移酶、酰基载体蛋白、Ａｔ４ｇ３２４８０－蛋白、Ａｔ５ｇ１６６５０－蛋白、ＡＴＰ结合蛋白、自噬作用相关蛋白、生长素应答因子、生长素转录因子、ｂ１００３－蛋白、ｂ１５２２－蛋白、ｂ２７３９－蛋白、ｂ３６４６－蛋白、Ｂ４０２９－蛋白、支链氨基酸透性酶、钙依赖性蛋白激酶、细胞色素Ｃ氧化酶ＶＩＩＩ亚基、延伸因子Ｔｕ、延胡索酰乙酰乙酸水解酶、牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合酶、葡萄糖脱氢酶、糖基转移酶、Ｈａｒｐｉｎ诱导性家族蛋白、高柠檬酸合酶、水解酶、异分支酸合酶、ＭＦＳ型转运子蛋白、微体β－酮还原酶、聚半乳糖醛酸酶、蛋白磷酸酶、丙酮酸激酶、Ｓｅｃ非依赖性蛋白质转位酶亚基、丝氨酸蛋白酶、硫氧还蛋白、硫氧还蛋白家族蛋白、转录调节子、泛醌生物合成单加氧酶和ＹＨＲ２１３Ｗ－蛋白。

【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：A·布劳，
申请(专利权)人：巴斯夫植物科学有限公司，
类型：发明
国别省市：DE