本發(fā)明專利技術(shù)提供用以增加植物（尤其產(chǎn)油植物）的油含量的方法和手段，其是通過以各種方式防止這些植物的細(xì)胞中的乙酰基CoA-羧化酶受18:1-輔酶A或18:1-酰基載體蛋白的反饋抑制來實(shí)現(xiàn)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】【專利摘要】本專利技術(shù)提供用以增加植物（尤其產(chǎn)油植物）的油含量的方法和手段，其是通過以各種方式防止這些植物的細(xì)胞中的乙酰基CoA-羧化酶受18:1-輔酶A或18:1-酰基載體蛋白的反饋抑制來實(shí)現(xiàn)。【專利說明】具有增加的油含量的經(jīng)修飾植物本專利技術(shù)是在美國能源部(U.S.Department of Energy)所授予的合同號DE-AC02-98CH10886下通過政府支持而完成。政府對本專利技術(shù)具有某些權(quán)利。相關(guān)申請的交叉引用和序列表的并入本申請要求2011年6月28日提交的美國臨時(shí)專利申請61/502，163的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，這個(gè)申請以全文引用的方式并入本文中。在名為“58764000510PCT”的文件中所含的序列表與此一同提交并且以引用的方式并入本文中，這個(gè)文件為276kb (在MS-Windows操作系統(tǒng)中測得)并且在2012年6月15日創(chuàng)建。
本專利技術(shù)關(guān)于農(nóng)學(xué)領(lǐng)域。更具體地說，本專利技術(shù)提供用以增加植物、尤其產(chǎn)油植物的油含量的方法和手段，其是通過以各種方式防止這些植物的細(xì)胞中的乙酰基CoA-羧化酶受18:1-輔酶A或18:1-酰基載體蛋白的反饋抑制來實(shí)現(xiàn),包括通過提供對反饋不敏感或敏感性較小的乙酰基CoA-羧化酶，通過過度表達(dá)FATA基因或乙酰基CoA結(jié)合蛋白。
技術(shù)介紹
植物油在經(jīng)濟(jì)上日益重要，因?yàn)槠浔粡V泛用于人類和動物膳食中以及許多工業(yè)應(yīng)用中，包括作為用以生產(chǎn)生物燃料或生物柴油的再生源。最廣泛使用的植物油來源于棕櫚(在2008年全球消耗量為4131萬噸)或大豆(4128萬噸)，其次是菜籽油(1824萬噸)、向日葵油(991萬噸)、花生油(482 萬噸)棉籽油(499萬噸)棕櫚仁油(485萬噸)椰子油(348萬噸)和橄欖油(284萬噸)。其他重要的甘油三酸酯油包括玉米油、葡萄籽油、榛子油、亞麻籽油、米糠油、紅花油和芝麻油。增加每株植物的油產(chǎn)量似乎是一種提供更多油用于這些不同目的的有前景的方法，并且避免了一方面用于食物和飼料與另一方面用于工業(yè)的油之間的土地競爭。植物中的油合成似乎受脂肪酸的產(chǎn)生所限制，并且脂肪酸生物合成中的第一關(guān)鍵步驟，即，由乙酰基-Cok羧化酶使乙酰基-Cok羧化產(chǎn)生丙二酰基-Coh,已表明是限速的。Roesler 等人 1997(Plant Physiol.113，75-81)描述了擬南芥同質(zhì)型乙酸基-CoA羧化酶的表達(dá)以及使蛋白質(zhì)靶向油菜籽的質(zhì)體使得種子油增加5%。Madoka 等人 2002 (Plant Cell Physiol.43，1518-1525)報(bào)導(dǎo)了通過質(zhì)體轉(zhuǎn)化而過度表達(dá)質(zhì)體編碼的乙酰基CoA羧化酶羧基轉(zhuǎn)移酶(6-亞單元(accD)誘導(dǎo)煙草植物中的葉子油含量增加5-10%。US5, 962，767描述了編碼251kD細(xì)胞溶質(zhì)乙酰基CoA羧化酶的擬南芥乙酰基coA羧化酶基因的分離。W094/17188披露了具有植物乙酰基-Cok羧化酶的密碼的另一個(gè)DNA序列以及所述DNA序列的等位基因和衍生物。W095/13039關(guān)于植物硫酯酶，特別是對棕櫚酰基-ACP底物具有實(shí)質(zhì)活性的植物酰基-ACP硫酯酶。描述了適用于在植物種子細(xì)胞中表達(dá)植物棕櫚酰基-ACP硫酯酶的DNA構(gòu)筑體。這些構(gòu)筑體將含有在調(diào)控元件控制下編碼所關(guān)注的植物棕櫚酰基-ACP硫酯酶的DNA序列，當(dāng)這類構(gòu)筑體在轉(zhuǎn)基因植物中表達(dá)時(shí)，這些調(diào)控元件能夠相較于其他植物組織優(yōu)先引導(dǎo)種子組織中植物棕櫚酰基-ACP硫酯酶的表達(dá)。這個(gè)文獻(xiàn)還描述了使用編碼植物棕櫚酰基-ACP硫酯酶的DNA序列來修飾植物種子細(xì)胞中所產(chǎn)生的游離脂肪酸部分的方法。在此所例示的植物棕櫚酰基-ACP硫酯酶序列包括Cuphea、leek、mango和elm。還提供了由于這些棕櫚酰基-ACP硫酯酶序列的表達(dá)而使種子中C16:0脂肪酸的水平提高的轉(zhuǎn)基因植物。W000/09721關(guān)于一種增加作為大豆種子中所存在的總甘油三酸酯的組分的硬脂酸酯的方法。這種方法一般包含種植具有整合到基因組中的DNA構(gòu)筑體的大豆植物，這種DNA構(gòu)筑體在轉(zhuǎn)錄的5’到3’方向上包含:在大豆植物種子細(xì)胞中發(fā)揮功能的啟動子、編碼對C18:0酰基-ACP底物具有實(shí)質(zhì)活性的酰基-ACP硫酯酶蛋白的DNA序列，以及在植物細(xì)胞中發(fā)揮功能的轉(zhuǎn)錄終止區(qū)。這個(gè)文獻(xiàn)還提供了一種大豆種子，其具有約33重量％或更多的硬脂酸酯作為種子甘油三酸酯中所存在的總脂肪酸的組分。US2010/033329描述了使用酰基-CoA結(jié)合蛋白來增強(qiáng)經(jīng)過遺傳修飾的植物的低溫耐受性的方法。US2009/0291479描述了操縱酰基-CoA結(jié)合蛋白用于改變微生物宿主中的脂質(zhì)產(chǎn)生。US7, 880，053描述了在植物修復(fù)中使用表達(dá)來源于植物的酰基-輔酶A結(jié)合蛋白的轉(zhuǎn)化植物的方法。US2008/0229451描述了在植物中表達(dá)微生物蛋白以產(chǎn)生具有改善特性的植物。生物合成路徑的`反饋調(diào)控通過將對代謝物的需求傳達(dá)給供應(yīng)其的酶來優(yōu)化細(xì)胞經(jīng)濟(jì)。典型地，當(dāng)下游代謝物積累并且使得用于其自身產(chǎn)生的限速酶受抑制，從而限制通過整個(gè)路徑的通量時(shí)，反饋發(fā)生。不幸的是，這些機(jī)制當(dāng)未知或了解不足時(shí)，可能成為成功代謝工程的阻礙。植物脂肪酸生物合成為靶向顯示反饋抑制的操縱的此類路徑之一(Ramli等人 2002，Biochem J, 364，385-391 ；Shintani 和 0hlroggel995, Plant J, 7，577-587 ；Terzaghi 1986Plant Physiol, 82，780-786)。然而，尚未確定反饋的機(jī)制和目標(biāo)。對這個(gè)基本過程的更充分理解將有助于在增加植物中的脂肪酸產(chǎn)生方面的未來工程嘗試的設(shè)計(jì)和分析。動物、真菌和細(xì)菌具有關(guān)于脂肪酸生物合成的反饋調(diào)控的已知機(jī)制。其中的共同特征為乙酰基-CoA羧化酶(ACCase，EC6.4.1.2)的抑制，其單獨(dú)產(chǎn)生用于脂肪酸合成的丙二酰基-CoA并且被視為脂肪酸合成的限速步驟(Cronan和Waldrop2002ProgLipid Res, 41,407-435 ；0hlrogge 和 Jaworski1997Rev Plant Physiol Plant MolBiol, 48，109-136 ；ffakil 等人 1983Annu Rev Biochem, 52，537-579)。在大鼠和酵母中，脂肪酸合成的最終產(chǎn)物棕櫚酰基-CoA結(jié)合到ACCase上并抑制ACCase (Ogiwara等人1978Eur J Biochem, 89，33-41 )。另外，酵母ACCase和脂肪酸合酶(FAS)基因表達(dá)通過以酰基-CoA依賴性方式整夜暴露于長鏈脂肪酸而降低(Feddersen等人2007BiochemJ，407，219-230)。細(xì)菌具有類似反應(yīng)。大腸桿菌ACCase和P -酮基酰基-酰基載體蛋白合酶(KAS)兩者都受脂肪酸合成中間物長鏈(C16-C18)酰基-酰基載體蛋白(酰基-ACP)抑制(Davis 和 Cronan2001J Bacteriol, 183, 1499-1503 ；Heath 和 Rockl995J BioiChem, 270, 15531-15538)。在外源脂肪酸存在下生長通過長鏈酰基-ACP或酰基-CoA與轉(zhuǎn)錄因子的相互作用也使細(xì)菌脂肪酸生物合成基因(本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用以增加植物細(xì)胞中的油含量的方法，其包含防止所述植物的所述細(xì)胞中的質(zhì)體乙酰基CoA羧化酶受18:1?輔酶A或18:1?酰基載體蛋白的反饋抑制的步驟。
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：J·尚克林，C·安德烈，
申請(專利權(quán))人：布魯克黑文科學(xué)聯(lián)合會，
類型：發(fā)明
國別省市：美國;US
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