在植物中制造DHA和其他LC-PUFA制造技术

本发明专利技术提供重组宿主生物体(譬如植物)，该生物体系以容许和/或增进宿主生物体中PUFAs生产的多不饱和脂肪酸(PUFA)合成酶系统与一或多个辅助蛋白(譬如PPTase和/或ACoAS)之基因修饰。本发明专利技术亦关于制造和使用该类生物体(譬如用以获得PUFAs)的方法以及由该类生物体获得的产品(譬如油和/或籽)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大致上关于重组宿主生物体(譬如植物)，该生物体系以容许和/或增进宿主生物体中PUFAs生产的多不饱和脂肪酸(PUFA)合成酶系统与一或多个辅助蛋白之基因修饰。本专利技术亦关于制造和使用该类生物体(譬如用以获得PUFAs)的方法以及由该类生物体获得的产品(譬如油与籽)。
技术介绍
多不饱和脂肪酸(PUFAs)被认为有益于营养应用、药学应用、工业应用、及其它目的。然而，来自天然来源(譬如鱼油)或来自化学合成的PUFAs现有供应就长期商业需求而言并不足够。衍生自植物(譬如油籽作物)的蔬菜油较便宜且没有和鱼油相关的污染议题。然而，在商业开发植物与植物油发现的PUFAs通常不包括较饱和或较长链PUFAs，并仅通常包括诸如亚油酸(十八个碳，带有2个双键，在Λ9与12位置一18:2Λ9，12)与亚麻酸(18:3Δ9, 12，15)之脂肪酸。已说明了藉由修饰植物内源产生的脂肪酸以在植物中产生较不饱和或较长链的PUFAs。举例来说，已说明了以编码脂肪酸延长酶和/或去饱和酶的不同个别基因对植物进行基因修饰，结果生成含有大量较长链与较不饱和PUFAs—例如二十碳五烯酸(EPA) —但亦含有大量混合短链与较不饱和PUFAs的叶或籽(Qi et al.，NatureBiotech.22:739(2004) ；W004/071467 ；Abbadi et al.,Plant Cell 16:1 (2004) ；Napierand Sayanova, Proceedings of the Nutrition Society 64:387-393(2005) ；Robert etal., FunctionalPlant Biology32:473-479(2005) ；U.S.App1.Pub.N0.2004/0172682)。芸薹属(Brassica)包括芥花(canola)-世界上最重要油籽作物之一以及生长在温带地区的最重要油籽作物。芥花传统上具有油菜(Brassica napus,由芜菁(Brassicarapa)与甘蓝(Brassica oleracea)种间杂交所衍生的品种)的特征，其中芥酸与硫化葡萄糖苷已经由常规育种去除或显著减少。大部分芥花油系生产为供人类食用的蔬菜油形式。亦有将芥花油用于工业应用的增长中市场。衍生自特定种类芥花籽的食用与工业油质量系取决于其组成脂肪酸，因为脂肪酸不饱和性的种类与份量就饮食与工业应用而言皆有意涵。常规芥花油含有约60%油酸(C18:l)、约20%亚油酸(C18:2)及约10%亚麻酸(18:3)。常规芥花通常内含的多不饱和亚麻酸水平系非所欲的，因为该油极易氧化，氧化速率受到几个因素影响，包括氧的存在、曝露至光与热、油内固有或外加抗氧化剂与促氧化剂的存在。反复油炸(诱导氧化)或长期储存(自发氧化)造成的氧化导致走味与腐败。氧化亦会改变芥花油的润滑与黏稠性质。相对于常规芥花油，展现降低多不饱和脂肪酸水平并增加单元不饱和油酸水平的油和较高氧化稳定性有关。个别脂肪酸对氧化的易感性取决于其不饱和度。于是，亚麻酸一其拥有三个碳-碳双键一 的氧化速率是油酸一其仅有一个双键一的25倍，是亚油酸的2倍，其有两个双键。亚油酸与亚麻酸亦对味道与气味影响最大，因该等容易形成过氧化氢。高油酸油(> 70%油酸)在储存、油炸与精炼期间较不易氧化，并可加热至较高温而不生烟，使其更适宜作为烹饪油。具有籽油中的油酸(C18:l)超过70%(以重量计)且亚麻酸(C18:3)低于3.5%(以重量计)之脂肪酸配置的市售芥花品种例子为Nexera 品种，由 Dow AgroSciences LLC(Indianapolis, IN)发售，该品种产生 〃ω-9 油,一种非氢化之高油酸、低亚麻酸油，目前在餐厅与餐饮业用于众多应用，包括油炸、快炒、烘焙、喷雾及用于色拉酱。专利技术概要本领域对于有效率并有效地在植物、植物籽或植物油中制造一定数量(譬如商业数量)的较长链或较不饱和PUFAs以及在植物、植物籽或植物油的该PUFAs中富含一定数量的脂质(譬如三酸甘油酯(TAG)与磷脂(PL))之较便宜方法有所需求。一种如本案所述藉由提供以多不饱和脂肪酸(PUFA)合成酶和一或多个辅助蛋白之基因改造的重组宿主生物体在宿主生物体(譬如植物)中提供并增进PUFA制造的系统是本领域做法的重要替代方案。本专利技术系指涉一种基因改造植物(譬如芸薹属)、其子代、籽、细胞、组织或部位，其包含:(i)编码多不饱和脂肪酸(PUFA)合成酶系统(譬如藻类PUFA合成酶系统)之核酸序列，该系统系制造至少一 PUFA ;及(ii)编码磷酸泛酰巯基乙胺基转移酶(PPTase)之核酸序列，该酶系将磷酸泛酰巯基乙胺基辅助因子转移至PUFA合成酶系统(譬如藻类PUFA合成酶系统)ACP域。在某些具体例中，该基因改造植物、其子代、籽、细胞、组织或部位系来自经济重要芸薹属物种(譬如油菜或芥菜(Brassicajuncea))。在某些具体例中,PUFA合成酶系统系包含和SEQ ID NO:1之氨基酸序列至少60%至99%相同的氨基酸序列或包含SEQID NO:1之氨基酸序列。在某些具体例中，编码PUFA合成酶系统之核酸序列系包含和SEQID N0:6之核酸序列至少60%至99%相同的核酸序列或包含SEQ ID N0:6之核酸序列。在某些具体例中，PUFA合成酶系统系包含和SEQ ID NO: 2之氨基酸序列至少60%至99%相同之氨基酸序列或包含SEQ ID N0:2之氨基酸序列。在某些具体例中，编码PUFA合成酶系统之核酸序列系包含和SEQ ID NO: 7之核酸序列至少60%至99%相同的核酸序列或包含SEQID N0:7之核酸序列。在某些具体例中，PUFA合成酶系统系包含和SEQ ID N0:3之氨基酸序列至少60%至99%相同的氨基酸序列或包含SEQ ID NO: 3之氨基酸序列。在某些具体例中，编码PUFA合成酶系统之核酸序列系包含和SEQ ID NO: 8之核酸序列至少60%至99%相同的核酸序列或包含SEQ ID N0:8之核酸序列。在某些具体例中，PUFA合成酶系统系包含SEQ ID NOs:1、2、或3或其任意组合之氨基酸序列。在某些具体例中，编码PUFA合成酶系统之核酸序列系包含SEQ ID NOs:6、7或8或其任意组合之核酸序列。在某些具体例中，PPTase系包含和SEQ ID NO: 5至少60%至99%相同的氨基酸序列或包含SEQ ID NO: 5之氨基酸序列。在某些具体例中，编码PPTase之核酸序列系和SEQID NO: 10之核酸序列至少60%至99%相同或包含SEQID NO: 10之核酸序列。在某些具体例中，(i)与(ii)之核酸序列系包含于单一重组表达载体。在某些具体例中，(i)与(ii)之核酸序列系可操作地连接至籽特异性启动子。在某些具体例中，(i)与(ii)之核酸序列系可操作地连 接至选自由PvDlec2、Pv菜豆素、LfKCS3及FAEl所构成之群组的启动子。在某些具体例中，该基因改造植物(譬如产生芥花油的芸薹属物种)、其子代、籽、细胞、组织或部位又包含(iii)编码酰基-CoA合成酶(ACoAS)之核酸序列，该酶系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.05.17 US 61/345,5371.一种基因改造芸薹属(Brassica)植物、其子代、细胞、组织、籽或部位，其包含: (i)编码多不饱和脂肪酸(PUFA)合成酶系统之核酸序列，该系统制造至少一PUFA ;及 (ii)编码磷酸泛酰巯基乙胺基转移酶(PPTase)之核酸序列，该酶将磷酸泛酰巯基乙胺基辅助因子转移至PUFA合成酶系统ACP域。2.权利要求1的基因改造芸薹属植物、其子代、细胞、组织、籽或部位，其中该植物、其子代、细胞、组织、籽或部位为油菜(Brassica napus)。3.权利要求1的基因改造芸薹属植物、其子代、细胞、组织、籽或部位，其中该植物、其子代、细胞、组织、籽或部位为芥菜(Brassica juncea)。4.权利要求1-3中任一项的基因改造芸薹属植物、其子代、细胞、组织、籽或部位，其中该PUFA合成酶系统包含和SEQ ID NO:1之氨基酸序列至少80%相同的氨基酸序列。5.权利要求1-3中任一项的基因改造芸薹属植物、其子代、细胞、组织、籽或部位，其中该PUFA合成酶系统包含SEQ ID NO:1之氨基酸序列。6.权利要求1-3中任一项的基因改造芸薹属植物、其子代、细胞、组织、籽或部位，其中该编码PUFA合成酶系统之核酸序列包含和SEQ ID NO: 6之核酸序列至少80%相同的核酸序列。7.权利要求1-3中任一项的基因改造芸薹属植物、其子代、细胞、组织、籽或部位，其中该编码PUFA合成酶系统之核酸序列包含SEQ ID NO:6之核酸序列。8.权利要求1-7中任一项的基因改造芸薹属植物、其子代、细胞、组织、籽或部位，其中该PUFA合成酶系统包含和SEQ ID NO: 2之氨基酸序列至少80%相同的氨基酸序列。9.权利要求1- 7中任一项的基因改造芸薹属植物、其子代、细胞、组织、籽或部位，其中该PUFA合成酶系统包含SEQ ID NO: 2之氨基酸序列。10.权利要求1-7中任一项的基因改造芸薹属植物、其子代、细胞、组织、籽或部位，其中该编码PUFA合成酶系统之核酸序列包含和SEQ ID NO: 7之核酸序列至少80%相同的核酸序列。11.权利要求1-7中任一项的基因改造芸薹属植物、其子代、细胞、组织、籽或部位，其中该编码PUFA合成酶系统之核酸序列包含SEQ ID NO: 7之核酸序列。12.权利要求1-11中任一项的基因改造芸薹属植物、其子代、细胞、组织、籽或部位，其中该PUFA合成酶系统包含和SEQ ID NO:3之氨基酸序列至少80%相同的氨基酸序列。13.权利要求1-11中任一项的基因改造芸薹属植物、其子代、细胞、组织、籽或部位，其中该PUFA合成酶系统包含SEQ ID NO: 3之氨基酸序列。14.权利要求1-11中任一项的基因改造芸薹属植物、其子代、细胞、组织、籽或部位，其中该编码PUFA合成酶系统之核酸序列包含和SEQ ID NO:8之核酸序列至少80%相同的核酸序列。15.权利要求1-11中任一项的基因改造芸薹属植物、其子代、细胞、组织、籽或部位，其中该编码PUFA合成酶系统之核酸序列包含SEQ ID NO:8之核酸序列。16.权利要求1-3中任一项的基因改造芸薹属植物、其子代、细胞、组织、籽或部位，其中该PUFA合成酶系统包含SEQ ID NOs: 1-3之氨基酸序列。17.权利要求1-3中任一项的基因改造芸薹属植物、其子代、细胞、组织、籽或部位，其中该编码PUFA合成酶系统之核酸序列包含SEQ ID NOs: 6-8之核酸序列。18.权利要求1-17中任一项的基因改造芸薹属植物、其子代、细胞、组织、籽或部位，其中该PPTase包含和SEQ ID NO: 5至少80%相同之氨基酸序列。19.权利要求1-17中任一项的基因改造芸薹属植物、其子代、细胞、组织、籽或部位，其中该PPTase包含SEQ ID NO: 5之氨基酸序列。20.权利要求1-17中任一项的基因改造芸薹属植物、其子代、细胞、组织、籽或部位，其中该编码PPTase之核酸序列和SEQ ID NO: 10之核酸序列至少80%相同。21.权利要求1-17中任一项的基因改造芸薹属植物、其子代、细胞、组织、籽或部位，其中该编码PPTase之核酸序列包含SEQ ID NO: 10之核酸序列。22.权利要求1-21中任一项的基因改造芸薹属植物、其子代、细胞、组织、籽或部位，其中(i)与(ii)之核酸序列包含于单一重组表达载体。23.权利要求1-22中任一项的基因改造芸薹属植物、其子代、细胞、组织、籽或部位，其中(i)与(ii)之核酸序列可操作地连接至籽特异性启动子。24.权利要求1-23中任一项的基因改造芸薹属植物、其子代、细胞、组织、籽或部位，其中(i)与(ii)之核酸序列可操作地连接至选自由下列所构成之群组的启动子:PvDleC2、LfKCS3 及 FAE1。25.权利要求1-24中任一项的基因改造芸薹属植物、其子代、细胞、组织、籽或部位，其进一步包含: (iii)编码酰基-CoA合成酶(ACoAS)之核酸序列，该酶催化长链PUFA游离脂肪酸(FFA)转换成酰基-CoA。26.权利要求25的基因改造芸薹属植物、其子代、细胞、组织、籽或部位，其中该ACoAS包含和SEQ ID N0:4至少80%相同之氨基酸序列。27.权利要求25的基因改造芸薹属植物、其子代、细胞、组织、籽或部位，其中该ACoAS包含SEQ ID NO:4之氨基酸序列。28.权利要求25的基因改造芸薹属植物、其子代、细胞、组织、籽或部位，其中该编码ACoAS之核酸序列包含和SEQ ID NO: 9之核酸序列至少80%相同的核酸序列。29.权利要求25的基因改造芸薹属植物、其子代、细胞、组织、籽或部位，其中该编码ACoAS之核酸序列包含SEQ ID NO:9之核酸序列。30.权利要求25的基因改造芸薹属植物、其子代、细胞、组织、籽或部位，其中该编码ACoAS之核酸序列包含SEQ ID N0:34之核酸序列。31.权利要求25-30中任一项的基因改造芸薹属植物、其子代、细胞、组织、籽或部位，其中(i)、( )及(iii)之核酸序列包含于单一重组表达载体。32.权利要求25-31中任一项的基因改造芸薹属植物、其子代、细胞、组织、籽或部位，其中(i)、(ii)及(iii)之核酸序列可操作地连接至籽特异性启动子。33.权利要求25-32中任一项的基因改造芸薹属植物、其子代、细胞、组织、籽或部位，其中(i)、( )及(iii)之核酸序列可操作地连接至选自由下列所构成之群组的启动子:PvDlec2、LfKCS3 及 FAE1。34.权利要求1-33中任一项的基因改造芸薹属植物、其子代、细胞、组织、籽或部位，其还包含编码乙酰基CoA羧化酶(...

【专利技术属性】
技术研发人员：TA沃尔什，AO默洛，D加乔特，PG罗斯勒，S贝万，JM库纳，JG梅茨，
申请(专利权)人：陶氏益农公司，DSMIP资产公司，
类型：
国别省市：