本发明专利技术涉及增加植物的发育种子中的至少一种糖的水平的方法，其中这些方法包括在植物细胞中插入编码至少一种糖转运体蛋白(SWEET蛋白)的外源核酸以产生转基因植物细胞，并且使该转基因植物细胞经受促进在种子发育过程中表达该至少一种SWEET蛋白的条件。这些方法导致转基因植物种子、以及产生种子的转基因植物，其中如与来自在相同条件下生长的相同物种的非转基因植物的种子相比，至少一种糖的水平是增加的。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】 关于联邦资助的研究或研发的声明 研发本专利技术期间进行的部分工作利用了在能源部项目编号DE-FG02-04ER15542 和美国国家科学基金会项目编号0820730下的美国政府基金。美国政府对本专利技术有某些权 利。[000引序列表信息 一种计算机可读文本文件，题为"056100-5093-W0-SequenceListing(序列 表）.txt,"在2014年3月12日当天或当天左右创建，其中约923化的文件大小包含用于 本申请的序列表并且借此将其通过引用W其全文结合。[000引专利技术背景 专利
本专利技术涉及增加植物的发育种子中的至少一种糖的水平的方法，其中该些方法包 括在植物细胞中插入编码至少一种糖转运体蛋白（SWEET蛋白）的外源核酸W产生转基因 植物细胞，并且使该转基因植物细胞经受促进在种子发育过程中表达该至少一种SWEET蛋 白的条件。该些方法导致转基因植物种子、W及产生种子的转基因植物，其中如与来自在相 同条件下生长的相同物种的非转基因植物的种子相比，至少一种糖的水平是增加的。 专利技术背景 通过植物拦截光、将光束缚为化学能、并且最终在收获器官中制造胆存产物的效 率来确定产量潜为。糖类是该些转换中的主导通货，然而，从薦糖到达终端初皮部末端（进 入发育的种子中）W及随后导致种子填充的转移和转化步骤的路径，是属于能量转化链中 最少了解的部分。 在大多数植物中，薦糖是从来源易位至库组织的碳水化合物的主要形式。薦糖是 主要在叶细胞中经由一对酶（薦糖憐酸合酶和薦糖憐酸憐酸酶）合成的，并且然后是通过 SWEET家族的薦糖转运体输出到质外体（apoplasm)中，并且随后在洲T家族的薦糖/H+共转 运体的帮助下，输入脉管系统中。假定在初皮部中对薦糖易位的驱动为是由薦糖进入脉管 的主动输入产生并由此产生渗透梯度和压为驱动流，并且SWEET供给洲T。碳分配的至少了 解的领域之一是初皮部卸载，并且确切地是糖类从母体初皮部向发育的胚和胚郭转移。在 豆类中，假定初皮部卸载后是经由胞间连丝共质体地发生的，随后薦糖从种皮经由难W捉 摸的流出转运机构从种皮流出。在洲T家族的薦糖/H+共转运体的帮助下，发育的豆类胚 摄取薦糖。在魏豆的发育的胚中的洲T1过表达导致增加的薦糖流入，表明在大型种子双子 叶植物中，通过增加进入胚的主动流入，是存在增加产量的潜为的。通过经由转化酶和薦糖 合酶薦糖至己糖和活化己糖的酶法转化，连同通过合成淀粉和其他储存化合物来消耗该些 产物，进一步驱动在胚中碳水化合物的的积累。 在基底胚郭转移层巧ETL)中的薦糖-代谢酶（例如细胞壁转化酶（Mnl))W及在 胚郭中的薦糖合酶（SuSy)还在碳转移中起到关键作用。该一两步降解是表示在转化为淀 粉之前，胚郭中的薦糖的重新合成。然而迄今为止，并且尽管在决定产量中它具有关键作 用，在玉蜀泰巧粒中糖转移和代谢的路径仍有些不清楚。关于在该一重要器官中，驱动糖类 的积累的膜转运体，所知甚少。 在细胞的、亚细胞的、组织的、和整个生物体的水平上，代谢和转运是密切关联的。 虽然在植物系统中代谢和转运网络的大多数建模已经集中在细胞水平，对于哺郭动物系 统，很好地建立了在组织水平上的整合转运和代谢生产、消耗和储存的模型。脑、屯、脏W及 肝模型已经成功整合多种转运的代谢物，该些代谢物经历了通过细胞内和细胞间的若干组 织隔室中的若干个通路的关联的代谢步骤的代谢。建立的理论框架、连同现代计算硬件和 软件工具，允许捕获底物和产物的组织水平转运和转化的关键特征的模型的数值解和测 试。 若干公开的植物研究已经至不同程度整合了转运、代谢和/或储存。空间的和发 展的生长素转运和信号转导的详细建模已经很好地阐明了分生组织生长的激素调节。在甘 薦中薦糖转运、代谢和储存的公开模型导致控制点的鉴定，并且通过转基因操作，鉴定并且 经实验证实了用于增加至薦糖的流的祀标。[001引专利技术概述 本专利技术涉及增加植物的发育种子中的至少一种糖的水平的方法，其中该些方法包 括在植物细胞中插入编码至少一种糖转运体蛋白（SWEET蛋白）的外源核酸W产生转基因 植物细胞，并且使该转基因植物细胞经受促进在种子发育过程中表达该至少一种SWEET蛋 白的条件。该些方法导致转基因植物种子、W及产生种子的转基因植物，其中如与来自在相 同条件下生长的相同物种的非转基因植物的种子相比，至少一种糖的水平是增加的。 附图简要说明 图1描绘了SWEET9,即薦糖转运体，对于花蜜分泌而言是必需的。a-b，在非洲爪 赡卵母细胞中进行；AtSWEET9、和化SWEET9的薦糖摄取（a)W及流出化）活性。截短的 AtSWEET9_F201*(AtSWEET9m)和化SWEET9_L201* 巧rSWEET9m)用作阴性对照。a,卵母细胞 摄取测定；SW邸T9和SW邸T9介导％薦糖摄取（ +SEM，n> 14)，*t显著（P〈0. 05)，显 著（P〈0. 01)。b，卵母细胞流出测定；在非洲爪赡卵母细胞中，用"C薦糖注射，通过SWEET9 和SWEET9的"C薦糖流出（±SEM，n> 8)。C，依附至寧片内部的花蜜滴（野生型）。d-e， 在swee巧-1和swee巧-2突变体的蜜腺中，花蜜的缺失。f，从包含额外拷贝的SWEET9-eGFP 的花的蜜腺中分泌的增加的花蜜。g-h，在它的天然启动子下，从补足的atswee巧突变体的 蜜腺分泌的花蜜；SWEET9(g)或SWEET9-eGFP化）。 图2描绘了在swee巧突变体中，SW邸T9和淀粉积累的细胞的和亚细胞的定位。 a-d，在表达SWEET9的翻译GUS融合体的拟南芥花中的组织化学GUS分析（天然启动子）。 示出SWEET9的组织特异性定位的拟南芥花的侧向（a)和中间蜜腺化）、c-d横切面（C)W 及纵断面（d)中的抓S染色。用番红-0染色细胞壁（楼色）。e，proSWEET9的eGFP巧光 的共聚焦图像；SWEET9-eGFP融合体，示出在质膜和高尔基体处的亚细胞定位。f-g，在天亮 后4小时用路戈尔挪溶液化ugol'Siodinesolution)染色的野生型（f)和swee巧-1突 变体（g)的花；swee巧-1的花柄中的淀粉。h-i,野生型和swee巧-1的蜜腺的特写镜头。淀 粉仅在野生型蜜腺的保卫细胞中W及在swee巧-1中的蜜腺薄壁组织中积累（在黑暗结束 时采样）。j-k，用路戈尔挪溶液染色，在野生型和swee巧-1突变体中拟南芥蜜腺的LR白树 脂切片。在swee巧-1突变体的蜜腺中（k)和在野生型蜜腺的气孔中（j，*)淀粉粒（暗红 色）积累。在开花时，在野生型和swee巧突变体株系中，在花柄和蜜腺中的淀粉粒。用番 红-0染色细胞壁（楼色）。 图3描绘了对于拟南芥的花蜜分泌而言，薦糖憐酸合酶1 (SPS1)和SPS2是必需 的。a-b，SPSl和SPS2基因表达的人工微RNA抑制导致蜜腺分泌的丧失。箭头指示由野生 型花分泌的花蜜。c-d，与野生型相比，SPS1和SPS2基因表达的微RNA抑制改变了蜜腺中 的淀粉积累。淀粉在spslf/2f突变体株系的花柄中积累（红色箭头），并且仅在野生型蜜 腺的保卫细胞中积累。e，针对蜜腺分泌机制提出的模型：在蜜腺中，通过本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种增加植物的发育种子中的至少一种糖的水平的方法，该方法包括a)在植物细胞中插入外源核酸以产生转基因植物细胞，其中该外源核酸包括编码至少一种糖转运体蛋白(SWEET蛋白)的多核苷酸序列，并且b)使该转基因植物细胞经受促进在种子发育过程中表达该至少一种SWEET蛋白的条件，其中与生长在与这些转基因植物相同的条件下的相同物种的非转基因植物中的种子相比，该转基因植物的发育种子中的至少一种糖的水平是增加的。
【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：W·B·弗洛默，
申请(专利权)人：华盛顿卡内基研究所，
类型：发明
国别省市：美国;US
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