本发明专利技术涉及肌醇多磷酸2-激酶基因及其用途，具体而言，本发明专利技术涉及植酸生物合成途径中新鉴定的多核苷酸和多肽，及其变体和衍生物；制备多核苷酸、多肽、变体、衍生物和拮抗剂的方法。特别地，本发明专利技术涉及编码肌醇多磷酸2-激酶（IPP2-K）的多核苷酸和呈现这样的活性以降低植酸和/或提高非植酸磷的方式来调节植酸生物合成的多肽，尤其是在玉米或大豆动物饲料中。
【技术实现步骤摘要】
肌醇多磷酸2-激酶基因及其用途本申请是申请号为200580037581. 5，申请日为2005年9月9日，专利技术名称为“肌醇多磷酸2-激酶基因及其用途”的中国专利申请的分案申请。
本申请享有2004年9月9日申请的U. S.临时申请No. 60/608, 244的权益。本专利技术涉及植物分子生物学领域。具体地，本专利技术涉及编码酶肌醇多磷酸2-激酶 (IPP2-K)基因的鉴定和用途，该酶涉及植物中的植酸生物合成途径，并涉及这些基因及其突变体降低植物种子和含有该种子的食物或饲料中的植酸水平和/或提高含磷的非植酸 (non-phytic acid phosphorous)水平的用途。
技术介绍
已经充分认识了磷(pho sphorOU s )在动物营养中的作用。在给动物提供结构的骨骼中发现了动物体内百分之八十的磷。动物百分之二十的磷发现于软组织中，其中涉及无数的生化反应，包括DNA、RNA、磷脂和一些B族维生素的合成和活性。尽管磷对动物健康是关键的，但不是饲料中所有的磷是生物可利用的。myo-肌醇 1，2，3，4，5，6-六-kis-磷酸盐，通常称为植酸，是许多植物种子和蔬菜组织如根和块茎中存在的大量分子。植酸盐(或肌醇六磷酸盐)是种子中磷的主要存储形式，通常代表种子全部磷(P)的65%至80%。当非反刍动物食用基于种子的膳食时，所食用的植酸在消化道中形成几种营养重要矿物质的盐。这些盐的排泄降低了磷和矿物质两者的保留和利用(即，生物利用率)。因此，这导致食用种子的人和动物的矿物质缺乏。此外，动物废料中结合植酸的磷引起了地表和地下水的污染。已经提出了几种方法来降低种子中的植酸内含物对膳食、磷和矿物质保留和环境的负面影响。方法包括通过收集后干涉除去膳食植酸和遗传上降低种子的植酸含量。 US5, 689, 054 (玉米)和US6，111，168 (大豆)中提出了含降低植酸的种子的权利要求。WO 00/73473,WO 99/05298,US 6，197，561 和 US 6，291，224 中讨论了通过处理肌醇1-磷酸合成酶(myo-1nositol1-phosphate synthase)而改变肌醇六憐酸盐的水平。W099/37786 中讨论了通过用肌醇甲基转移酶分流4-0-甲基内消旋肌醇而改变肌醇六磷酸盐的水平。 US6, 197，561提出了通过改变其他酶的数量来改变肌醇六磷酸盐的水平，这些酶包括磷脂酰肌醇-3-激酶、myo-肌醇1，3，4-三磷酸5/6-激酶、myo-肌醇单磷酸酶_3、肌醇多磷酸5-磷酸酶、D-myo-肌醇-3-磷酸合酶、D-myo-肌醇三磷酸盐3-激酶、myo-肌醇转运蛋白、玉米植酸酶、磷脂酰肌醇转运蛋白、磷脂酰肌醇-4-磷酸-5-激酶、磷脂酰肌醇- 特异性磷脂酶、myo-肌醇单磷酸酶-1、磷脂酰肌醇4-激酶、磷脂酰肌醇(4，5)双-磷酸 5-磷酸酶、磷脂酰肌醇合酶。US6, 399，861、US6, 303，766、US5, 994，628、US5, 714，474 和 US5, 543，576中还公开了植酸酶的植物/种子表达，植酸酶是一种能够降解肌醇六磷酸盐的酶。US2003/0009011 (W002/059324)公开了肌醇多磷酸激酶基因和用于调节肌醇六磷酸盐水平的用途，另外提出了鉴定其他肌醇多磷酸激酶基因的保守序列。US2003/0079247(W003/027243)公开了另外的肌醇多磷酸激酶基因，描述为肌醇1，3，4-三磷酸5/6-激酶基因家族。以上US5，689，054中描述的lpa2突变体含有多个该基因家族的突变(请参阅 Plant Physiol. 2003 年 2 月；131 (2) :507_15)。尽管这些方法，仍然存在通过降低植酸水平和提高含磷的非植酸水平来提高植物特别是玉米营养成分的需要。IPP2-K酶催化多个导致植酸形成的步骤。它催化，例如ATP+肌醇1，4，5，6_四 kis 憐酸盐(tetrakisphosphate)— ADP+ 肌醇五 kis 憐酸盐(pentakisphosphate)和 ATP+ 肌醇 I, 3, 4，5，6 五 kis 磷酸盐(pentakisphosphate)— ADP+肌醇 I, 2, 3, 4, 5, 6 六磷酸盐的反应。此外，该酶催化ATP+肌醇1，4，6-三磷酸盐一ADP+肌醇1，2，6-三磷酸盐的反应。发育中植物种子中IPP2-K酶活性的降低将中断植酸合成，因此降低种子中植酸的水平并使得饲喂种子的动物在代谢上更易于利用磷。本专利技术解决了通过提供编码全部或部分IPP2-K 酶的核酸序列和用于操纵植物细胞中植酸生物合成途径的工具来提高磷酸盐生物利用率的需要。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了分离的植物多核苷酸，包括选自以下的成员(a)包括SEQ ID NO:1的多核苷酸；(b)包括与SEQ ID NO:1至少65%的序列同一性的多核苷酸，其中％序列同一性是基于完整的编码片段并通过使用默认参数的GAPlO分析测定；(c)包括与SEQ ID N0:1至少46%的序列同一性的多核苷酸，其中％序列同一性是基于完整的编码片段并通过使用默认参数的GAPlO分析测定；(d)编码包括SEQ ID NO:2多肽的多核苷酸；(e)包括使用基于SEQ ID NO:1和SEQID NO: 3的引物从植物核酸扩增的核酸序列的多核苷酸； (f)在严谨条件下与SEQID NO:1的多核苷酸选择性杂交的多核苷酸，其中杂交条件包括 600C O.1·xSSC中的洗涤步骤；(g)编码玉米肌醇多磷酸-2-激酶的多核苷酸；(h)编码植物肌醇多磷酸-2-激酶的多核苷酸；(i)与(a)至(h)的多核苷酸互补的多核苷酸。本专利技术还涉及分离的蛋白质，包括选自以下的成员(a)包括SEQ ID N0:2的至少 25个连续氨基酸的多肽；(b)包括与全长SEQ ID N0:2相比至少45%序列同一性的多肽，其中百分比序列同一性是基于完整序列长并通过使用默认参数的GAPlO分析测定；(c)由权利要求I的核酸编码的多肽；(d) SEQ ID NO:1编码的多肽；和(0具有SEQ ID NO:2所示序列的多肽。本专利技术再一方面是分离的植物多肽，包括具有SEQ ID NO:2至少65%的序列同一性的氨基酸序列，其中多肽具有肌醇多磷酸2-激酶活性。本专利技术的另一方面是破坏植物组织中肌醇多磷酸2-激酶活性水平的方法，包括 将植物组织接受诱变；从接受诱变的植物组织或其后代获得DNA样品；并测试DNA样品编码肌醇多磷酸2-激酶基因的损害。此外，本专利技术涉及含有人工诱导的编码肌醇多磷酸2-激酶基因损害的玉米种子。此外，本专利技术涉及含有人工诱导的编码肌醇多磷酸2-激酶基因损害的卡诺拉 (canola)(油菜(Brassica napus))种子。再一实施方案中，本专利技术涉及降低动物饲料中植酸水平的方法，包括从含有编码肌醇多磷酸2-激酶基因损害的植物产生动物饲料，其中动物饲料具有降低水平的可利用肌醇六磷酸盐。本专利技术还涉及降低动物废料中磷水平的方法从包括编码肌醇多磷酸2-激酶基因损害的植物提供动物饲料。此外，本专利技术包括特征在于相对于物种的亲本种质具有低含量植酸的谷类植物物种的非致死突变种子，其中突变种子具本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种编码与植物肌醇多磷酸酶2?激酶基因的RNA转录本的相应部分互补的RNA分子的反义寡核苷酸或多核苷酸，其中所述植物基因在低严谨度条件下与SEQ?ID?NO：1杂交。
【技术特征摘要】
2004.09.09 US 60/608,2441.一种编码与植物肌醇多磷酸酶2-激酶基因的RNA转录本的相应部分互补的RNA分子的反义寡核苷酸或多核苷酸，其中所述植物基因在低严谨度条件下与SEQ ID N0:1杂交。2.一种用包含下述组分的表达盒转化植物细胞的方法 a)与编码肌醇多磷酸酶2激酶的DNA分子编码的RNA序列的相应部分互补的反义核苷酸序列；和 b)有效连接到反义核苷酸序列以使反义核苷酸序列在其转化其中的植物细胞中表达的调控序列。3.一种包含选自下述成员的分离的多核苷酸 a)与SEQ IDNO :1或SEQ IDNO 3所示序列互补的多核苷酸序列；和 d)编码具有SEQ ID NO :2所示的序列的多肽的多核苷酸序列，其中多核...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·A·汤普森，H·J·布特勒，Y·孙，V·K·舒克拉，
申请(专利权)人：美国陶氏益农公司，
类型：发明
国别省市：
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