涉及编码PAE以及PAE样多肽的基因并具有改变的贮藏化合物水平的植物种子、相关的构建体和的方法技术

本发明专利技术涉及植物分子生物学领域。更具体地，本发明专利技术涉及在植物和种子中编码PAE或PAE样蛋白质的分离的核酸片段以及此类片段用于调节编码PAE或PAE样蛋白质活性的基因在转化的宿主细胞中的表达的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及植物分子生物学领域。更具体地，本专利技术涉及在植物和种子中编码果胶乙酰酯酶(PAE)和果胶乙酰酯酶样(PAE样)蛋白质的分离的核酸片段以及此类片段用于调节编码PAE或PAE样活性的基因的表达的用途。
技术介绍
在成熟期，大豆种子干重的约40%是蛋白质，并且20%是可提取的油。这些组成了大豆作物的有经济价值的产物。例如，植物油是可得自植物的最富含能量的生物质；它们具有碳水化合物两倍的能含量。另外，只需要很少的能量来提取植物油并将其转化成燃料。在种子重量的剩余40%中，约10%是可溶性碳水化合物。可溶性碳水化合物部分对大豆种子的经济价值没有多少贡献，并且可溶性碳水化合物级分的主要组分棉籽糖对加工过程和对大豆粉在单腹动物中的食物价值都是有害的(Coon等人(1988) Proceedings SoybeanUtilization Alternatives, Univ.0f Minnesota,第 203-211 页X因为更好的理解了种子中贮藏化合物生物合成途径，很显然，有可能通过改变油、淀粉和可溶性碳水化合物生物合成途径中的特定酶的催化活性来调节植物细胞中贮藏化合物库的大小(Taiz L.等人 ，PlantPhysiology ;The Benjamin/Cummings PublishingCompany:New York, 1991)。例如，调查LPAT和DAGAT的过表达的研究显示出，使甘油主链酰化的最终步骤在种子中对于向着脂质的流量发挥了重要的控制作用。通过过表达酵母甘油3-磷酸脱氢酶也可在油籽油菜中提高种子油含量，而在质粒中的脂肪酸从头合成所涉及的各个基因(例如乙酰-CoA羧化酶和脂肪酸合酶)的过表达基本上没有改变所积累的脂质的量(Vigeolas H.等人，Plant BiotechnologyJ.5,431-441 (2007))。在拟南芥中已鉴定了低种子油突变体wrinkledl。该突变明显产生了碳水化合物代谢的种子特异性调控中的缺陷(Focks,Nicole 等人,Plant Physiol.(1998), 118 (I) , 91-101 )。持续关注鉴定编码可在植物中调节贮藏化合物诸如油、蛋白质、淀粉和可溶性碳水化合物的合成的蛋白质的基因。丝氨酸水解酶类是自然界中富含的，并且在例如蛋白酶、脂肪酶、酯酶和转移酶的酶中发挥不同的生物化学作用。全部这些相异的酶类在活性位点均有丝氨酸残基，其在亲核攻击中作为底物从而形成共价中间体。已从植物和微生物中纯化了果胶乙酰酯酶(PAE) (EC3.1.1.6)。PAE特异性地使乙酰化碳水化合物聚合物如木聚糖和果胶去乙酰化。PAE已显示例如在半乳糖醛酸残基的C2和/或C3位置从甜菜果胶除去乙酰酯基团(Nielsen, John E.；Christensen, Tove M.1.E.Distribution of pectin methylesterase and acetylesterase in thegenus Citrus visualized by tissue prints andchromatography.Plant Science (Shannon，Ireland) (2002)，162 (5)，799-807)。编码来自植物的PAE的基因已被克隆和测序(Christensen等人，Protein and cDNA sequences oforange fruit pectin acetylesterase, and uses thereof0 PCT 国际申请(2000)，第 88页C0DEN:PIXXD2W02000017368A120000330)。在接受了深度基因组或EST (表达序列标记)测序的每种植物中，已鉴定了编码与PAE具有相似性的蛋白质的大基因家族。就PAE基因家族而言，不同的序列性质和所观察到的表达模式表明，基因家族成员有多糖的去乙酰化之外的生物化学功能。对于这些与具有PAE相似性的蛋白质的可能的作用，进行的研究很少。根据编码PAE样蛋白质的基因在植物中普遍存在的性质，对它们在植物生长和发育中，特别是在贮藏化合物在种子中含量的调控中的作用的深入研究是极为受关注的。
技术实现思路
在第一实施例中，本专利技术涉及包含重组DNA构建体的转基因植物，所述重组DNA构建体包含可操作地连接到至少一种调控元件的多核苷酸，其中所述多核苷酸编码多肽，所述多肽基于 Clustal V 比对方法在与 SEQ ID NO:36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66、68或85进行比较时具有至少70%序列同一性的氨基酸序列，并且其中来自所述转基因植物的种子在与来自不包含所述重组DNA构建体的对照植物的种子进行比较时具有改变的油、蛋白质、淀粉和/或可溶性碳水化合物含量。在第二实施例中，本专利技术涉及包含重组DNA构建体的转基因种子，所述重组DNA构建体包含可操作地连接到至少一种调控元件的多核苷酸，其中所述多核苷酸编码多肽，所述多肽基于 Clustal V 比对方法在与 SEQ ID NO:36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66、68或85进行比较时具有至少70%序列同一性的氨基酸序列 ，并且其中所述转基因种子在与不包含所述重组DNA构建体的对照种子进行比较时具有改变的油、蛋白质、淀粉和/或可溶性碳水化合物含量。在第三实施例中，本专利技术涉及转基因种子，所述转基因种子包含:重组DNA构建体，所述重组DNA构建体包含:(a)可操作地连接到至少一种调控元件的多核苷酸，其中所述多核苷酸编码多肽，所述多肽基于Clustal V比对方法在与SEQ IDNO:36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66、68 或 85 进行比较时具有至少70%序列同一性的氨基酸序列，或(b)包含至少一种调控元件的抑制DNA构建体，所述调控元件可操作地连接到:(i)以下序列的全部或部分:(A)编码多肽的核酸序列，所述多肽基于 Clustal V 比对方法在与 SEQ ID NO:36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66、68或85进行比较时具有至少70%序列同一性的氨基酸序列，或(B) (b) (i) (A)的核酸序列的全长互补序列来源于受关注的靶基因的有义链或反义链的全部或部分的区域，所述区域基于Clustal V比对方法在与所述区域所源自的有义链或反义链的所述全部或部分进行比较时具有至少70%序列同一性的核酸序列，并且其中所述受关注的靶基因编码PAE样蛋白质，并且其中所述植物在与不包含所述重组DNA构建体的对照植物进行比较时具有改变的油、蛋白质、淀粉和/或可溶性碳水化合物含量。在第四实施例中，本专利技术涉及转基因种子，所述转基因种子在与非转基因的种子的油含量进行比较时，基于干重计具有提高了至少4%的油含量，其中所述转基因种子包含重组DNA构建体，所述重组DNA构建体包含:(a)如SEQ ID NO: 35、37、39、41、43、45、47、49、51、53、55、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】2010.07.01 US 61/360,6481.包含重组DNA构建体的转基因植物，所述重组DNA构建体包含可操作地连接到至少一种调控元件的多核苷酸，其中所述多核苷酸编码多肽，所述多肽基于Clustal V比对方法在与 SEQ ID NO:36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66、68 或 85 进行比较时具有至少70%序列同一性的氨基酸序列，并且其中从所述转基因植物获得的种子在与不包含所述重组DNA构建体的对照植物进行比较时具有改变的即提高的或降低的油、蛋白质、淀粉和/或可溶性碳水化合物含量。2.从权利要求1所述的转基因植物获得的转基因种子，所述转基因种子包含重组DNA构建体，所述重组DNA构建体包含可操作地连接到至少一种调控元件的多核苷酸，其中所述多核苷酸编码多肽，所述多肽基于Clustal V比对方法在与SEQ ID NO:36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66、68或85进行比较时具有至少70%序列同一性的氨基酸序列，并且其中所述转基因种子在与来自不包含所述重组DNA构建体的对照植物的种子进行比较时具有改变的油、蛋白质、淀粉和/或可溶性碳水化合物含量。3.转基因种子，包含: 重组DNA构建体，其包含: (a)可操作地连接到至少一种调控元件的多核苷酸，其中所述多核苷酸编码多肽，所述多肽基于 Clustal V 比对方法在与 SEQ ID NO:36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66、68或85进行比较时具有至少70%序列同一性的氨基酸序列，或 (b)抑制DNA构建体，所述构建体包含至少一种调控元件，所述调控元件可操作地连接到: (i)以下序列的全部或部分:(A)编码多肽的核酸序列，所述多肽基于ClustalV比对方法在与 SEQ ID N0:36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66、68 或 85 进行比较时具有至少70%序列同一性的氨基酸序列，或(B) (b) (i) (A)的核酸序列的全长互补序列；或 (ii)来源于受关注的靶基因的有义链或反义链的全部或部分的区域，所述区域基于Clustal V比对方法在与所述区域所源自的有义链或反义链的所述全部或部分进行比较时具有至少70%序列同一性的核酸序列，并且其中所述受关注的靶基因编码PAE或PAE样蛋白质， 并且其中所述植物在与不包含所述重组DNA构建体的对照植物进行比较时具有改变的、提高的或降低的油、蛋白质、淀粉和/或可溶性碳水化合物含量。4.根据权利要求1所述的转基因种子，其中所述油含量在与非转基因的植物的油含量进行比较时提高了至少4%。5.包含重组DNA构建体的转基因种子，包含:(a)如 SEQ ID NO:35、37、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57、59、61、63、65、67 或84 所示的核苷酸序列的全部或部分； 或(b) (a)的全长互补序列: 其中(a)或(b)具有足以抑制内 源性PAE或PAE样蛋白质活性在转基因植物中的表达的长度，并且进一步地其中所述种子与从非转基因的植物获得的种子相比，基于干重计具有至少4%的油含量的提高。6.产生转基因植物的方法，所述方法包括:(a)用重组DNA构建体转化植物细胞，所述重组DNA构建体包含可操作地连接到至少一种调控序列的多核苷酸，其中所述多核苷酸编码多肽，所述多肽基于Clustal V比对方法在与 SEQ ID NO:36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66、68 或 85 进行比较时具有至少70%序列同一性的氨基酸序列；以及由所述转化的植物细胞再生植物。7.产生转基因种子的方法，所述方法包括: (a)用重组DNA构建体转化植物细胞，所述 重组DNA构建体包含可操作地连接到至少一种调控序列的多核苷酸，其中所述多核苷酸编码多肽，所述多肽基于Clustal V比对方法在与 SEQ ID NO:36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66、68 或 85 进行比较时具有至少70%序列同一性的氨基酸序列；以及 (b)由(a)的转化的植物细胞再生转基因植物；以及 (c)选择产生转基因种子的转基因植物，所述转基因种子与从非转基因的植物获得的转基因种子相比具有改变的油、蛋白质、淀粉和/或可溶性碳水化...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·迈尔，B·麦戈尼格尔，K·L·斯特卡，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：
国别省市：