植物中DHA和其它LC-PUFA的生成制造技术

本发明专利技术涉及植物中DHA和其它LC‑PUFA的生成。具体地，本发明专利技术提供了用多不饱和脂肪酸(PUFA)合酶系统和一种或多种容许和/或改善PUFA在宿主生物体中生成的辅助蛋白质遗传修饰的重组宿主生物体。本发明专利技术还涉及生成和使用此类生物体的方法以及从此类生物体获得的产物。

【技术实现步骤摘要】
本申请是2012年7月26日提交的申请号为201280046860.8、(PCT申请号为PCT/US2012/048355)、专利技术名称为“植物中DHA和其它LC-PUFA的生成”的专利技术专利申请的分案申请。专利技术背景专利
本专利技术一般涉及用多不饱和脂肪酸(PUFA)合酶系统和一种或多种容许和/或改善PUFA在宿主生物体中生成的辅助蛋白质遗传修饰的重组宿主生物体(例如植物)。本专利技术还涉及生成和使用此类生物体(例如以获得PUFA)的方法以及从此类生物体获得的产物(例如油和种子)。
技术介绍
认为多不饱和脂肪酸(PUFA)可用于营养应用，药物应用，工业应用，及其它目的。然而，目前从天然来源(例如鱼油)及从化学合成供应PUFA对于长期商业需要是不充分的。源自植物(例如含油种子作物)的植物油相对便宜，而且没有与鱼油有关的污染问题。然而，存在于商业开发的植物和植物油中的PUFA通常不包含较为饱和的或较长链的PUFA，而是通常仅包含脂肪酸，诸如亚油酸(在δ9和12位置中具有2个双键的18个碳，即18:2δ9,12)和亚麻酸(18:3δ9,12,15)。已经描述了在植物中生成较为不饱和的或较长链的PUFA，其通过修饰由植物内源生成的脂肪酸进行。例如，用编码脂肪酸延长酶(elongase)和/或去饱和酶的各种单独基因遗传修饰植物已经描述为导致叶或种子的生成，所述叶或种子含有显著水平的较长链且较为不饱和的PUFA，诸如二十碳五烯酸(EPA)，而且还含有显著水平的混合的较短链且较小程度不饱和的PUFA(Qi等,Nature Biotech.22:739(2004)；WO 04/071467；Abbadi等,Plant Cell 16:1(2004)；Napier和Sayanova,Proceedings of the Nutrition Society 64:387-393(2005)；Robert等,Functional Plant Biology 32:473-479(2005)；美国申请公开文本No.2004/0172682,美国申请No.61/345,537,2010年5月17日提交)。壳斗科(Fabaceae)(或豆科(Leguminosae))是一种较大的且经济上重要的有花植物科，其通常称为豆科作物(legume)科，豌豆(pea)科，扁豆(bean)科或豆(pulse)科。大豆属(Glycine)是壳斗科中的属，并且包括例如Glycine albicans，Glycine aphyonota，Glycine arenari，Glycine argyrea，Glycine canescens，澎湖大豆(Glycine clandestine)，Glycine curvata，Glycine cyrtoloba，Glycine falcate，Glycine gracei，Glycine hirticaulis，Glycine hirticaulis subsp.leptosa，Glycine lactovirens，Glycine latifolia，Glycine latrobeana，Glycine microphylla，Glycine montis-douglas，Glycine peratosa，Glycine pescadrensis，Glycine pindanica，Gycine pullenii，Glycine rubiginosa，Glycine stenophita，Glycine syndetika，烟豆(Glycine tabacina)，短绒野大豆(Glycine tomentella)，劳豆(Glycine soja)，和大豆(Glycine max)(大豆)。科壳斗科还包括花生，扁豆(菜豆(Phaseolus vulgaris))，蚕豆(broad bean)(蚕豆(Vicia faba))或豌豆(豌豆(Pisum sativum))。大部分大豆油为生产用于人消费的植物油形式。工业应用中使用大豆油的市场也在不断增加。专利技术概述本领域中需要相对便宜的方法来高效且有效生成植物、植物种子或植物油中大量(例如商业量)的较长链或较为不饱和的PUFA，以及植物、植物种子或植物油中此类PUFA中富含的大量脂质(例如三酰甘油(TAG)和磷脂(PL))。通过提供用多不饱和脂肪酸(PUFA)合酶和一种或多种如本文中描述的辅助蛋白遗传修饰的重组宿主生物体来提供并改善宿主生物体(例如植物)中PUFA生成的系统是本领域中办法的一种有意义的备选。本专利技术涉及经遗传修饰的植物(例如壳斗科或大豆属的植物，诸如大豆)、其后代、种子、细胞、组织、或部分，其包含：(i)编码生成至少一种多不饱和脂肪酸(PUFA)的多不饱和脂肪酸合酶(例如藻PUFA合酶)的核酸序列；和(ii)编码磷酸泛酰巯基乙胺基转移酶(PPT酶)的核酸序列，所述磷酸泛酰巯基乙胺基转移酶(PPT酶)将磷酸泛酰巯基乙胺基辅因子转移至PUFA合酶系统(例如藻PUFA合酶系统)ACP域。在本专利技术的一些实施方案中，PUFA合酶包含与氨基酸序列SEQ ID NO:l为80％至99％相同的氨基酸序列或者包含氨基酸序列SEQ ID NO:l。在一些实施方案中，编码PUFA合酶的核酸序列包含与核酸序列SEQ ID NO:6为80％
至99％相同的核酸序列或者包含核酸序列SEQ ID NO:6。在一些实施方案中，PUFA合酶包含与氨基酸序列SEQ ID NO:2为80％至99％相同的氨基酸序列或者包含氨基酸序列SEQ ID NO:2。在一些实施方案中，编码PUFA合酶的核酸序列包含与核酸序列SEQ ID NO:7为80％至99％相同的核酸序列或者包含核酸序列SEQ ID NO:7。在一些实施方案中，PUFA合酶包含与氨基酸序列SEQ ID NO:3为80％至99％相同的氨基酸序列或者包含氨基酸序列SEQ ID NO:3。在一些实施方案中，编码PUFA合酶的核酸序列包含与核酸序列SEQ ID NO:8为80％至99％相同的核酸序列或者包含核酸序列SEQ ID NO:8。在一些实施方案中，PUFA合酶包含氨基酸序列SEQ ID NO:1，2，或3或其任何组合。在一些实施方案中，编码PUFA合酶的核酸序列包含核酸序列SEQ ID NO:6，7或8或其任何组合。在一些实施方案中，PPT酶包含与SEQ ID NO:5为80％至99％相同的氨基酸序列或者包含氨基酸序列SEQ ID NO:5。在一些实施方案中，编码PPT酶的核酸序列与核酸序列SEQ ID NO:10是80％至99％相同的或者包含核酸序列SEQ ID NO:10。在一些实施方案中，(i)和(ii)的核酸序列包含在单一重组表达载体中。在一些实施方案中，(i)和(ii)的核酸序列包含在不同重组表达载体中。在一些实施方案中，(i)和/或(ii)的核酸序列与种子特异性启动子可操作连接。在一些实施方案中，(i)和/或(ii)的核酸序列与选自下组的启动子可操作连接：PvDlec2，PvPhaseolin，LfKCS3，FAE 1，BoACP和BnaNapinC。在一些实施方案中，(i)和/或(ii本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种产生包含可检测量的DHA(二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid)(C22:6,n‑3))，DPA(n‑6)(二十二碳五烯酸(C22:5,n‑6))，或EPA(二十碳五烯酸(C20:5,n‑3))的经遗传修饰的大豆植物的方法，该方法包括用下述(i)和(ii)转化大豆植物或者植物细胞：(i)编码生成至少一种多不饱和脂肪酸(PUFA)的多不饱和脂肪酸合酶的多核苷酸，其中该PUFA合酶系统包含与选自SEQ ID NO:l、SEQ ID NO:2和SEQ ID NO:3的氨基酸序列至少80％相同的氨基酸序列；和(ii)编码将磷酸泛酰巯基乙胺基辅因子转移至PUFA合酶系统ACP域的磷酸泛酰巯基乙胺基转移酶(PPT酶)的多核苷酸，其中所述PPT酶包含与SEQ ID NO:5至少80％相同的氨基酸序列。

【技术特征摘要】
2011.07.26 US 61/511,8781.一种产生包含可检测量的DHA(二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid)(C22:6,n-3))，DPA(n-6)(二十二碳五烯酸(C22:5,n-6))，或EPA(二十碳五烯酸(C20:5,n-3))的经遗传修饰的大豆植物的方法，该方法包括用下述(i)和(ii)转化大豆植物或者植物细胞：(i)编码生成至少一种多不饱和脂肪酸(PUFA)的多不饱和脂肪酸合酶的多核苷酸，其中该PUFA合酶系统包含与选自SEQ ID NO:l、SEQ ID NO:2和SEQ ID NO:3的氨基酸序列至少80％相同的氨基酸序列；和(ii)编码将磷酸泛酰巯基乙胺基辅因子转移至PUFA合酶系统ACP域的磷酸泛酰巯基乙胺基转移酶(PPT酶)的多核苷酸，其中所述PPT酶包含与SEQ ID NO:5至少80％相同的氨基酸序列。2.权利要求1的方法，其中所述PUFA合酶包含SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:2和SEQ ID NO:3的氨基酸序列。3.权利要求1的方法，其中编码所述PUFA合酶的多核苷酸包含与SEQ ID NO:6、SEQ ID NO:7或SEQ ID NO:8至少80％相同的核苷酸序列。4.权利要求1-3中任一项的方法，其中所述PTT酶包含SEQ ID NO:5的氨基酸序列。5.权利要求1-4中任一项的方法，其中编码所述PPT酶的多核苷酸与SEQ ID NO:10至少80％相同。6.权利要求1-5中任一项的方法，其中(i)和(ii)的多核苷酸包含在单一重组表达载体中，并且与种子特异性启动子或叶特异性启动子可操作连接。7.权利要求5的方法，其中所述启动子选自下组：PvDlec2、LfKCS3、FAE 1、BoACP、BnaNapinC、泛素、和CsVMV启动子。8.权利要求1-5中任一项的方法，其中该方法还包括用下述的(iii)转化所述大豆植物或植物细胞：(iii)编码酰基-CoA合成酶(ACoAS)的多核苷酸，其中所述AcoAS包含与SEQ ID NO:4至少80％相同的氨基酸序列。9.权利要求8的方法，其中(i)、(ii)和(iii)的多核苷酸包含在单一重组表达载体中，并且与种子特异性启动子或叶特异性启动子可操作连接。10.权利要求8的方法，其中所述启动子选自下组：PvDlec2、LfKCS3、
\tFAE 1、BoACP、BnaNapinC、泛素、和CsVMV启动子。11.权利要求1-5中任一项的方法，其中所述方法还包括用编码乙酰CoA羧化酶(ACC酶)的多核苷酸或编码2型二酰基甘油酰基转移酶(DGAT2)的多核苷酸转化所述大豆植物或植物细胞。12.一种包含可检测量的DHA(二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid)(C22:6,n-3))，DPA(n-6)(二十二碳五烯酸(C22:5,n-6))，或EPA(二十碳五烯酸(C20:5,n-3))的大豆油，其中该油获自包含下述(i)和(ii)的经遗传修...

【专利技术属性】
技术研发人员：TA瓦尔什，D加乔特，AO莫罗，DR帕雷迪，J梅茨，S贝万，J库纳，
申请(专利权)人：陶氏益农公司，DSMIP资产公司，
类型：发明
国别省市：美国;US