产生PUFA的材料和方法及含有PUFA的组合物技术

本发明专利技术涉及产生PUFA的材料和方法及含有PUFA的组合物，用于植物中表达靶基因的T

【技术实现步骤摘要】
产生PUFA的材料和方法及含有PUFA的组合物
[0001]本申请是申请人于2015年11月13日提交的题为“产生PUFA的材料和方法及含有PUFA的组合物”的中国专利申请201580073394.6的分案申请。
专利

[0002]本申请要求2014年11月14日提交的美国临时专利申请序列号62/079622和2015年9月29日提交的美国临时专利申请序列号62/234373的优先权，所述文献通过引用方式完整并入本文。
[0003]借助专利版本3.5，将序列表(作为本公开的组成部分)作为文本文件与本说明书同时提交。序列表的主题通过引用的方式完整并入本文。
[0004]本专利技术总体上涉及制造脂肪酸、尤其大规模生产极长链多不饱和脂肪酸(VLC
‑
PUFA，也称作多不饱和脂肪酸或PUFA，例如，二十碳五烯酸(EPA)、ω
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3二十二碳五烯酸(DPA)和二十二碳六烯酸(DHA))的领域。本专利技术特别地涉及在植物中产生VLC
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PUFA并且因此尤其提供用于转化植物以使得这类转化的植物产生VLC
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PUFA成为可能的核酸。为此目的，本专利技术还提供含有去饱和酶基因和延伸酶基因的转基因构建体和表达载体以及已经引入这些构建体和表达载体的宿主细胞。本专利技术还涉及用于制造油、含有脂肪酸或脂质的组合物的方法并这类油和脂质本身。此外，本专利技术涉及用于进一步改善植物中产生VLC
‑
PUFA的方法。
[0005]专利技术背景
[0006]脂肪酸是具有在众多生物学过程中发挥基础作用的含有长链烃侧基团的羧酸。脂肪酸在自然界中罕以游离形式存在，相反，以酯化形式作为脂类的主要组分出现。因此，脂类/脂肪酸是能量的来源(例如，β
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氧化)。此外，脂类/脂肪酸是细胞膜的不可分割部分，并且因此不可替代处理生物学或生物化学信息。
[0007]长链多不饱和脂肪酸((VLC
‑
PUFA)如二十二碳六烯酸(DHA，22:6(4,7,10,13,16,19))是哺乳动物中多种组织和细胞器(神经、视网膜、脑和免疫细胞)的细胞膜的必需组分。临床研究已经显示，DHA对婴儿的脑生长与发育和成人正常脑功能的维持重要(Martinetz,M.(1992)J.Pediatr.120:S129 S138)。DHA还显著地影响参与信号转导过程的光受体功能、视紫红质激活和视杆与视锥发育(Giusto,N.M.等人(2000)Prog.Lipid Res.39:315
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391)。此外，还发现DHA对疾病如高血压、关节炎、动脉粥样硬化、抑郁、血栓形成和癌症的某些积极影响(Horrocks,L.A.和Yeo,Y.K.(1999)Pharmacol.Res.40:211
‑
215)。因此，脂肪酸的适宜膳食对人健康是重要的。因为此类脂肪酸不能由婴儿、幼儿和老年人有效合成，故从膳食中充分摄取这些脂肪酸对这些个体特别重要(Spector,A.A.(1999)Lipids 34:S1 S3)。
[0008]EPA(20:5n
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35,8,11,14,17)并且另外ARA(花生四烯酸，20:4n
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6(5,8,11,14))均是Δ5(d5)必需脂肪酸。它们形成人和动物的独特类型的食品组分和饲料组分。EPA属于酰基链中具有五个双键的n
‑
3系列。EPA存在于海鲜中并且在来自北大西洋的油鱼类中丰富。ARA属于具有四个双键的n
‑
6系列。与EPA中存在的那些性能相比，在ω
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3位置内缺少双键赋予ARA不同的性能。从ARA(有时缩写为“AA”)产生的类花生酸类具有强烈的炎症特性和血小
板聚集特性，而源自EPA的那些类花生酸类具有抗炎性能和抗血小板聚集特性。ARA可以从一些食物如肉、鱼和蛋类获得，但是其浓度低。
[0009]γ
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亚麻酸(GLA，C18:3n
‑
6(6,9,12))是哺乳动物中存在的另一种必需脂肪酸。GLA是极长链n
‑
6脂肪酸和多种活性分子的代谢中间体。在哺乳动物中，长链多不饱和脂肪酸的形成受Δ
‑
6去饱和作用限速。已经显示许多生理状况和病理状况如老化、应激、糖尿病、湿疹和一些感染抑制Δ
‑
6去饱和步骤。此外，GLA因氧化和与某些疾病(例如癌症或炎症)相关的快速细胞分裂而轻易分解。因此，膳食补充GLA可以降低这些疾病的风险。临床研究已经显示，膳食补充GLA在治疗一些病理学疾病如异位性湿疹、经前综合征、糖尿病、高胆固醇血症和炎性疾病与心血管疾病方面是有效的。
[0010]已经显示DHA或EPA和DHA混合物的多种有益健康作用。
[0011]虽然生物技术为生产专一性脂肪酸提供有吸引力的途径，但是现有技术不能提供用于大规模生产不饱和脂肪酸的高效手段。因此，需要改进和高效的产生极长链多不饱和脂肪酸(VLC
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PUFA)如EPA和DHA的方法。
[0012]EPA和DHA的当前商业来源是鱼油。但是，海洋储备因过度捕捞正在削减，并且需要EPA和DHA的备选可持续来源以满足日益增长的需求。已经做出许多努力以开发产生VLC
‑
PUFA(包括EPA和DHA)的转基因油籽植物。参见，例如，WO 2004/071467、WO 2013/185184、WO 2015/089587，Ruiz
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Lopez等人,(2014)Plant J.77,198
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208。但是，以商业意义的水平产生EPA和DHA的转基因油籽植物已经尚未商业化。
[0013]为了实现用多不饱和ω
‑3‑
脂肪酸强化食品和/或饲料，仍迫切需要用于产生、尤其在真核系统中产生前述每种长链多不饱和脂肪酸的简单价廉方法。
[0014]专利技术简述
[0015]本专利技术因此涉及提供轻易制造VLC
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PUFA的可靠来源。为此目的，本专利技术还涉及提供可靠产生VLC
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PUFA、优选地EPA和/或DHA的植物。本专利技术还涉及提供用于获得、改进和培育这类植物的手段和方法，并还涉及从类植物、尤其从其种子可获得的含有VLC
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PUFA的油。另外，本专利技术提供这类植物和其部分的用途。
[0016]根据本专利技术，因此提供用于植物中表达靶基因的T
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DNA。本专利技术有益地提供用于转化植物组织并产生重组植物的系统，其中重组植物因引入T
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DNA不同于相应的亲本植物(出于本专利技术目的，亲本植物称作野生型植物，无论这类亲本植物本身是否在自然界中存在)。引入亲本植物的T
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DNA有益地具有至少30000个核苷酸的长度。
[0017]本专利技术也提供具有下述基因型的植物，所述基因型赋予其一种或多种组织或组分中高种子油本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于植物中表达靶基因的T
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DNA，其中T
‑
DNA包含左边界元件和右边界元件和至少一个包含与靶基因有效连接的启动子及其下游终止子的表达盒，其中从左边界元件至右边界元件测量并包含靶基因的T
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DNA的长度具有至少30000bp长度。2.T
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DNA，包含实施例中所给出的表的任何单基因的编码性序列，优选地包含实施例中所给出的任何单个表的编码性序列和启动子、更优选地实施例中所给出的任何单个表的编码性序列和启动子及终止子，以及最优选地实施例的任何单个表的表达盒，尤其其中T
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DNA包含实施例中表11的去饱和酶和延伸酶的编码性序列。3.植物或种子或其部份，包含整合在其基因组中的本发明异源T
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DNA。4.植物，包含一种或多种T
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DNA，所述T
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DNA包含一个或多个表达盒，所述表达盒编码一种或多种d5Des、一种或多种d6Elo、一种或多种d6Des、一种或多种o3Des、一种或多种d5Elo和一种或多种D4Des。5.根据权利要求3或4所述的植物，包含一种或多种T
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DNA，所述T
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DNA编码至少两种d6Des、至少两种d6Elo和/或至少两种o3Des。6.根据权利要求3至5中任一项所述的植物或其部份，包含编码至少一种CoA依赖性4Des和至少一种磷脂依赖性d4Des的T
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DNA。7.根据权利要求3至6中任一项所述的植物、种子或其部份，所述植物、种子或其部份还编码一种或多种d12Des。8.十字花科、优选地芸苔属的植物或其种子，具有赋予种子油VLC
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PUFA含量的可遗传表型的基因型，从通过包括下述步骤的方法制备的后代系可获得或获得i)将十字花科植物、优选地芸苔属植物、最优选地欧洲油菜、甘蓝、黑芥或埃塞俄比亚芥植物，所述植物包含了根据权利要求1或2中任一项所述的T
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DNA和/或这种T
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DNA的部分，与十字花科植物、优选地芸苔属(Brassica)植物、最优选地欧洲油菜(Brassica napus)、甘蓝(Brassica oleracea)、黑芥(Brassica nigra)或埃塞俄比亚芥(Brassica carinata)植物(所述植物不包含所述T
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DNA和/或其部份)杂交，以产生F1杂种，ii)自交F1杂种至少一个世代，并且iii)鉴定步骤(ii)的包含本发明T
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DNA的后代，所述后代能够产生包含VLC
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PUFA的种子，从而在40％含油量(w/w)时，18:1n
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9下游的全部VLC
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PUFA的含量是总种子脂肪酸含量的至少40％(w/w)，或者优选地在40％含油量(w/w)时，EPA的含量是总种子脂肪酸含量的至少6％、优选地至少7.5％(w/w)和/或DHA的含量是总种子脂肪酸含量的至少0.8％(w/w)、优选地1.2％。9.用于产生植物的方法，所述植物具有向种子油VLC
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PUFA含量赋予可遗传表型的基因型，从通过包括下述步骤的方法制备的后代系可获得或获得i)将根据权利要求3或4中任一项所述的转...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：生物源食物及科学公司，
类型：发明
国别省市：