ES2292265B1 - IMPROVEMENTS INTRODUCED IN MAIN PATENT N. 9902552, ETIOPE MOSTAZA SEED OIL WITH HIGH CONTENT IN OLEIC ACID. - Google Patents
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Abstract
Mejoras introducidas en la patente principal N° 9902552, aceite de semilla de mostaza etíope con alto contenido en ácido oleico. La presente invención se refiere a un aceite de semilla de mostaza etíope (nombre científico Brassica carinata A.Braun) carente de ácido erúcico (menos de 0.5% en peso respecto al contenido total en ácidos grasos del aceite) y con un contenido en ácido oleico entre el 80% y el 90% en peso del total de ácidos grasos. Este tipo de aceite no es producido en la naturaleza por plantas de mostaza etíope y ha sido obtenido mediante un procedimiento biotecnológico. El aceite de mostaza etíope, objeto de la presente invención, se produce siempre con independencia de las condiciones de cultivo, y la carencia de ácido erúcico y el alto contenido en ácido oleico de este aceite constituyen características heredables.Improvements introduced in main patent No. 9902552, Ethiopian mustard seed oil with high oleic acid content. The present invention relates to an Ethiopian mustard seed oil (scientific name Brassica carinata A.Braun) lacking erucic acid (less than 0.5% by weight with respect to the total fatty acid content of the oil) and with an oleic acid content between 80% and 90% by weight of the total fatty acids. This type of oil is not produced in nature by Ethiopian mustard plants and has been obtained through a biotechnological procedure. The Ethiopian mustard oil, object of the present invention, is always produced independently of the growing conditions, and the lack of erucic acid and the high oleic acid content of this oil constitute heritable characteristics.
Description
Mejoras introducidas en la patente principal nº P 9902552: "Aceite de semilla de mostaza etíope con alto contenido en ácido oleico".Improvements introduced in main patent no. P 9902552: "Ethiopian mustard seed oil with high oleic acid content ".
La presente invención se enmarca en el sector de la agricultura, debido a que se trata de un nuevo tipo de aceite producido por semillas de plantas mejoradas genéticamente. Este nuevo tipo de aceite tiene una amplia gama de aplicaciones, tanto en el sector alimentario, donde aporta claras ventajas nutricionales y tecnológicas, como en el sector industrial, principalmente como biocombustible y biolubricante.The present invention is part of the sector of agriculture, because it is a new type of oil produced by genetically improved plant seeds. This New type of oil has a wide range of applications, both in the food sector, where it provides clear nutritional benefits and technological, as in the industrial sector, mainly as biofuel and biolubricant.
La mostaza etíope es una especie vegetal
autóctona de Etiopía, donde se cultiva a pequeña escala como
verdura y como planta oleaginosa, debido a que sus semillas
contienen alto contenido en aceite. Este aceite posee un bajo
contenido en ácido oleico, entre el 8% y el 13%, y un alto
porcentaje de ácido erúcico, entre el 38% y el 45% (A. Getinet
"Review on breeding of Ethiopian mustard, Brassica carinata
A. Braun", Proceedings 7th International Rapeseed Conference,
pag. 593-597, 1987). A finales de los años 50 se
planteó la posible existencia de efectos perjudiciales derivados del
empleo de aceites ricos en ácido erúcico en alimentación humana,
planteamiento que se acentuó a raíz de una serie de estudios
realizados durante los años 70, y que pusieron de manifiesto que
los ácidos grasos C22:1 resultaban cardiotóxicos en animales, y por
tanto, potencialmente tóxicos para el hombre. Por este motivo,
aceites con alto contenido en ácido erúcico no deben destinarse a
consumo humano. (FAO/OMS, "Las grasas y aceites en la nutrición
humana", Estudio FAO: Alimentación y Nutrición, nº 3, FAO,
Roma,
1977).Ethiopian mustard is an indigenous vegetable species from Ethiopia, where it is grown on a small scale as a vegetable and as an oil plant, because its seeds contain high oil content. This oil has a low oleic acid content, between 8% and 13%, and a high percentage of erucic acid, between 38% and 45% (A. Getinet "Review on breeding of Ethiopian mustard, Brassica carinata A . Braun ", Proceedings 7th International Rapeseed Conference, p. 593-597, 1987). At the end of the 50s the possible existence of harmful effects arising from the use of oils rich in erucic acid in human nutrition was raised, an approach that was accentuated following a series of studies carried out during the 70s, and which showed that C22: 1 fatty acids were cardiotoxic in animals, and therefore potentially toxic to man. For this reason, oils with a high content of erucic acid should not be used for human consumption. (FAO / WHO, "Fats and oils in human nutrition", FAO Study: Food and Nutrition, No. 3, FAO, Rome,
1977).
Trabajos realizados en diferentes partes del mundo han demostrado las ventajas de la mostaza etíope frente a otras especies como la colza (Brassica napus) y la mostaza india (Brassica juncea), cuando se cultivan en regiones semiáridas, debido a su mayor resistencia a la sequía (E. Fereres, J. M. Fernández Martínez, I. Mínguez y J. Domínguez: Productivity of Brassica juncea and Brassica carinata in relation to rapeseed, B. napus. I. Agronomic Studies. En: Proc. 6th Int. Rapeseed Conf., Paris, Francia 1983, pág. 293-298). Otra de las ventajas de la mostaza etíope respecto a otras Brassicas oleaginosas es su mayor resistencia o tolerancia a plagas y enfermedades (I.J. Anand, J.P. Sing y R. S. Malik: B. carinata a potential oilseed crop for rainfed agriculture. Eucarpia Cruciferae Newsletter 10: 76-78. 1985; R.K. Gugel, g. Seguin-Swartz y A. Petrie: Pathogenicity of three isolates of Leptosphaeria maculans on Brassica species and other crucifers. Can. J. Plant Pathol. 12: 75-82. 1990).Work done in different parts of the world has demonstrated the advantages of Ethiopian mustard over other species such as rapeseed ( Brassica napus ) and Indian mustard ( Brassica juncea ), when grown in semi-arid regions, due to its greater resistance to drought (E. Fereres, JM Fernández Martínez, I. Mínguez and J. Domínguez: Productivity of Brassica juncea and Brassica carinata in relation to rapeseed, B. napus . I. Agronomic Studies. In: Proc. 6th Int. Rapeseed Conf., Paris , France 1983, page 293-298). Another advantage of Ethiopian mustard over other oilseed Brassicas is its greater resistance or tolerance to pests and diseases (IJ Anand, JP Sing and RS Malik: B. carinata a potential oilseed crop for rainfed agriculture. Eucarpia Cruciferae Newsletter 10: 76 -78. 1985; RK Gugel, G. Seguin-Swartz and A. Petrie: Pathogenicity of three isolates of Leptosphaeria maculans on Brassica species and other crucifers. Can. J. Plant Pathol. 12: 75-82. 1990).
Se han desarrollado hasta la fecha dos tipos de
semillas de mostaza etíope que producen aceite con bajo contenido
en ácido erúcico, potencialmente utilizables en alimentación
humana. El primer tipo se obtuvo a través de un programa de
cruzamientos entre diferentes plantas de mostaza etíope con niveles
intermedios de este ácido graso (L.C. Alonso y col. "The outset
of a new oilseed crop: Brassica carinata with low erucic acid
content", Proceedings 8th International Rapeseed Conference, pag.
170-176, 1991). El segundo tipo se obtuvo mediante
cruzamientos interespecíficos entre plantas de mostaza etíope con
alto contenido en ácido erúcico y plantas de mostaza india
(Brassica juncea [L.] Czern.) carentes de ácido erúcico (A.
Getinet y col. "Development of zero erucic acid Ethiopian mustard
through interspecific cross with zero erucic acid Oriental
mustard", Can. J. Plant Sci. 74:793-795, 1994).
La composición en ácidos grasos de ambos tipos de semillas, así
como del tipo normal, se presenta en la Tabla 1. El contenido en
ácido oleico de ambos tipos de semillas de mostaza etíope carentes
de ácido erúcico fue inferior al
40%.Two types of Ethiopian mustard seeds that produce oil with low erucic acid content, potentially usable in human food, have been developed to date. The first type was obtained through a program of crossings between different Ethiopian mustard plants with intermediate levels of this fatty acid (LC Alonso et al. "The outset of a new oilseed crop: Brassica carinata with low erucic acid content", Proceedings 8th International Rapeseed Conference, p. 170-176, 1991). The second type was obtained by interspecific crossings between Ethiopian mustard plants high in erucic acid and Indian mustard plants ( Brassica juncea [L.] Czern.) Lacking erucic acid (A. Getinet et al. "Development of zero erucic Ethiopian acid mustard through interspecific cross with zero erucic acid Oriental mustard ", Can. J. Plant Sci. 74: 793-795, 1994). The fatty acid composition of both types of seeds, as well as the normal type, is presented in Table 1. The oleic acid content of both types of Ethiopian mustard seeds lacking erucic acid was lower than
40%
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(Tabla pasa a página siguiente)(Table goes to page next)
En la actualidad se buscan aceites vegetales que posean un elevado contenido en ácido oleico, tanto para su empleo en alimentación humana como para su uso industrial. En alimentación humana, un aceite con alto contenido en ácido oleico presenta varias ventajas. En primer lugar, este tipo de aceite es muy estable frente a la oxidación. Durante la misma, se producen sustancias que confieren sabor y olor desagradables, lo que reduce considerablemente la vida media del aceite en el mercado. Asimismo, algunas de las sustancias producidas como consecuencia de la oxidación del aceite están relacionadas con la formación de peróxidos, causantes de la formación de radicales libres que a su vez se han relacionado con procesos cancerígenos (Vles y Gottembos "Nutritional characteristics and food uses of vegetable oils" Oil Crops of the World, McGraw-Hill, EE.UU, pag. 63-86, 1989). En segundo lugar, estudios clínicos han demostrado que aceites ricos en ácido oleico reducen los niveles de colesterol total y de lipoproteínas de baja densidad (LDL) en sangre (Mattson y Grundy "Comparison of effects of dietary saturated, monounsaturated and polyunsaturated fatty acids on plasma lipids and lipoproteins in man" J. Lipid Res. 26:194-202, 1985). En tercer lugar, el aceite rico en ácido oleico es altamente termoestable, por lo que su uso en frituras es aconsejable (M.C. Dobarganes y col. "Thermal stability and frying performance of genetically modified sunflower seed (Helianthus annuus L.) oils" J. Agr. Food. Chem. 41:678-681, 1993). En el campo industrial, los aceites con alto contenido en ácido oleico son muy demandados, especialmente por parte de la industria de aceites lubricantes, precisamente por su alta termoestabilidad (S. Harold y col. "Varieties of rapeseed oil and derived products for use in fuels and lubricants" Proceedings 9th International Rapeseed Conference, pag. 1341-1344, 1995).At present, vegetable oils are sought that have a high content of oleic acid, both for use in human food and for industrial use. In human nutrition, an oil high in oleic acid has several advantages. First, this type of oil is very stable against oxidation. During the same, substances that confer unpleasant taste and smell are produced, which considerably reduces the half-life of the oil in the market. Also, some of the substances produced as a result of the oxidation of the oil are related to the formation of peroxides, which cause the formation of free radicals that in turn have been linked to carcinogenic processes (Vles and Gottembos "Nutritional characteristics and food uses of vegetable oils "Oil Crops of the World, McGraw-Hill, USA, page 63-86, 1989). Second, clinical studies have shown that oils rich in oleic acid reduce levels of total cholesterol and low-density lipoprotein (LDL) in blood (Mattson and Grundy "Comparison of effects of dietary saturated, monounsaturated and polyunsaturated fatty acids on plasma lipids and lipoproteins in man "J. Lipid Res. 26: 194-202, 1985). Third, oil rich in oleic acid is highly thermostable, so its use in fried foods is advisable (MC Dobarganes et al. "Thermal stability and frying performance of genetically modified sunflower seed ( Helianthus annuus L.) oils" J. Agr. Food. Chem. 41: 678-681, 1993). In the industrial field, oils with high oleic acid content are highly demanded, especially by the lubricating oil industry, precisely because of their high thermostability (S. Harold et al. "Varieties of rapeseed oil and derived products for use in fuels and lubricants "Proceedings 9th International Rapeseed Conference, p. 1341-1344, 1995).
Se han desarrollado variedades de colza (Brassica napus L.) (US-5955623; US-5625130; US-5840946; US-5638637) y napina (Brassica rapa L.= Brassica campestris L.) (US-5638637; US-5840946) con una composición modificada de ácidos grasos, que contienen al menos un 80% en peso de ácido oleico y menos de un 0.1% en peso de ácido erúcico, siempre referido al contenido total de ácidos grasos. La invención aplicada al material vegetal desarrollado en US-5625130 ha sido dirigida a la obtención de plantas de Brassica napus (genoma AACC 2n=38), Brassica campestris (genoma AA 2n=20) o Brassica juncea (genoma AABB, 2n= 38), no habiéndose descrito hasta la fecha el procedimiento de obtención de plantas de Brassica carinata (genoma BBCC, 2n=34) cuyas semillas produzcan un aceite con las características de bajo contenido en ácido erúcico y alto contenido en ácido oleico que muestran las plantas objeto de la presente invención. Las diferencias genómicas entre Brassica carinata y el resto de las Brassicas oleaginosas impide la transferencia genética entre ellas, y por lo tanto las plantas de Brassica carinata objeto de la presente invención pueden ser cultivadas en la proximidad de otras especies de Brassicas oleaginosas sin peligro de contaminación y descenso del alto contenido oleico ni de modificación del patrón de los restantes ácidos grasos de la semilla.Rape varieties ( Brassica napus L.) (US-5955623; US-5625130; US-5840946; US-5638637) and napina ( Brassica rapa L. = Brassica campestris L.) (US-5638637; US-5840946 have been developed ) with a modified composition of fatty acids, containing at least 80% by weight of oleic acid and less than 0.1% by weight of erucic acid, always referring to the total content of fatty acids. The invention applied to plant material developed in US-5625130 has been directed to obtaining plants of Brassica napus (genome AACC 2n = 38), Brassica campestris (genome AA 2n = 20) or Brassica juncea (genome AABB, 2n = 38) , the procedure for obtaining Brassica carinata plants (BBCC genome, 2n = 34) whose seeds produce an oil with the characteristics of low erucic acid and high oleic acid content shown by the plants object of The present invention. The genomic differences between Brassica carinata and the rest of the oilseed Brassicas prevents genetic transfer between them, and therefore the Brassica carinata plants object of the present invention can be grown in the vicinity of other species of oilseed Brassicas without danger of contamination and decrease in high oleic content or modification of the pattern of the remaining fatty acids in the seed.
Uno de los objetos de la invención es un aceite vegetal obtenido de semillas de mostaza etíope (nombre científico Brassica carinata A. Braun) modificadas biotecnológicamente. Este aceite carece de ácido erúcico (menos del 0.5% en peso), lo que le permite ser usado en alimentación humana. Asimismo, este aceite vegetal presenta un alto contenido en ácido oleico, comprendido entre el 80% y el 90% en peso del total de ácidos grasos. Los restantes ácidos grasos presentes en el aceite de mostaza etíope objeto de la presente invención están comprendidos entre el 2% y el 8% en peso de ácido palmítico; entre el 0.5% y el 3% en peso de ácido esteárico; entre el 2% y el 6% en peso de ácido linoleico; entre el 2% y el 10% en peso de ácido linolénico; e inferior al 4% en peso de ácido eicosenoico. El contenido de otros ácidos grasos menores (mirístico, palmitoleico, behénico, nervónico) es siempre inferior al 2% en peso. El ratio de ácido oleico: ácido linoleico es siempre superior a 15, siendo habitual contenidos de ácido oleico superiores al 85% en peso. El contenido en ácido erúcico puede ser inferior al 0.1% e incluso inferior al 0.05% en peso.One of the objects of the invention is a vegetable oil obtained from Ethiopian mustard seeds (scientific name Brassica carinata A. Braun) modified biotechnologically. This oil lacks erucic acid (less than 0.5% by weight), which allows it to be used in human food. Likewise, this vegetable oil has a high oleic acid content, between 80% and 90% by weight of the total fatty acids. The remaining fatty acids present in the Ethiopian mustard oil object of the present invention are comprised between 2% and 8% by weight of palmitic acid; between 0.5% and 3% by weight of stearic acid; between 2% and 6% by weight of linoleic acid; between 2% and 10% by weight of linolenic acid; and less than 4% by weight of eicosenoic acid. The content of other minor fatty acids (myristic, palmitoleic, behenic, nervous) is always less than 2% by weight. The ratio of oleic acid: linoleic acid is always greater than 15, with oleic acid contents exceeding 85% by weight being customary. The content of erucic acid may be less than 0.1% and even less than 0.05% by weight.
Este aceite de semilla de mostaza etíope puede ser utilizado en alimentación humana y animal. También puede ser utilizado como biolubricante y biocombustible.This Ethiopian mustard seed oil can Be used in human and animal feed. Can also be Used as biolubricant and biofuel.
Asimismo, constituyen otro objeto de la presente invención las semillas, las plantas modificadas genéticamente que dan lugar al aceite libre de ácido erúcico y con alto contenido en ácido oleico, mencionado en los párrafos anteriores, y el procedimiento de obtención de dichas plantas. Dicho procedimiento de obtención de las plantas de mostaza etíope (Brassica carinata A. Braun), comprende las siguientes etapas:Likewise, another object of the present invention is the seeds, genetically modified plants that give rise to the oil free of erucic acid and with a high content of oleic acid, mentioned in the previous paragraphs, and the method of obtaining said plants. Said process for obtaining Ethiopian mustard plants ( Brassica carinata A. Braun), comprises the following stages:
- a)to)
- Tratamiento de semillas normales de mostaza etíope, previamente embebidas en agua durante 16 horas, con una solución del agente mutagénico metil-sulfonato de etilo (EMS), preparada a una concentración comprendida entre el 0.1% y el 2% (vol/vol), durante un periodo de tiempo comprendido entre 0.5 y 6 horas.Treatment of normal seeds of Ethiopian mustard, previously embedded in water for 16 hours, with a solution of the methyl sulphonate mutagenic agent of ethyl (EMS), prepared at a concentration between 0.1% and 2% (vol / vol), for a period of time included between 0.5 and 6 hours.
- b)b)
- Cultivo de las semillas tratadas según el apartado a), selección de aquellas que presentan un incremento en el contenido en ácido oleico del aceite en comparación con las semillas de plantas normales, manteniendo un contenido en ácido erúcico similar al de aquellas.Cultivation of treated seeds according to section a), selection of those that show an increase in the oleic acid content of the oil compared to normal plant seeds, maintaining an acid content similar to those.
- c)C)
- Cruzamiento de plantas de mostaza etíope (Brassica carinata A. Braun) con contenido normal en ácido erúcico del aceite con plantas de una línea colza (B. napus L.) con menos del 2% en peso de ácido erúcico en el aceite de sus semillas, seguido de retrocruzamiento, autofecundación, y selección de plantas de mostaza etíope con menos del 2% en peso de ácido erúcico en el aceite de sus semillas.Crossing of Ethiopian mustard plants ( Brassica carinata A. Braun) with normal erucic acid content of the oil with plants of a rapeseed line ( B. napus L.) with less than 2% by weight of erucic acid in the oil of its seeds , followed by backcrossing, self-fertilization, and selection of Ethiopian mustard plants with less than 2% by weight of erucic acid in the oil of their seeds.
- d)d)
- Cruzamiento de plantas de mostaza etíope (Brassica carinata A. Braun) con contenido normal en ácido erúcico del aceite con plantas de una línea de mostaza india (B. juncea [L.] Czern.) con menos del 2% en peso de ácido erúcico en el aceite de sus semillas, seguido de retrocruzamiento, autofecundación, y selección de plantas de mostaza etíope con menos del 2% en peso de ácido erúcico en el aceite de sus semillas.Crossing of Ethiopian mustard plants ( Brassica carinata A. Braun) with normal erucic acid content of the oil with plants of an Indian mustard line ( B. juncea [L.] Czern.) With less than 2% by weight of erucic acid in the oil of its seeds, followed by backcrossing, self-fertilization, and selection of Ethiopian mustard plants with less than 2% by weight of erucic acid in the oil of its seeds.
- e)and)
- Cruzamiento de plantas de mostaza etíope obtenidas según el apartado c) con plantas de mostaza etíope obtenidas según el apartado d), seguido de autofecundación y selección de plantas de mostaza etíope procedentes del mencionado cruzamiento con menos del 2% en peso de ácido erúcico en el aceite de sus semillas.Crossing mustard plants Ethiopian obtained according to section c) with Ethiopian mustard plants obtained according to section d), followed by self-fertilization and selection of Ethiopian mustard plants from the aforementioned crossing with less than 2% by weight of erucic acid in the oil of its seeds.
- f)F)
- Recombinación genética entre plantas de mostaza etíope obtenidas en el programa de mutagénesis química [etapas a) y b)] y plantas de mostaza etíope obtenidas en el programa de cruzamientos interespecíficos [etapas c), d) y e)], seguida de autofecundación y selección de semillas con bajo contenido en ácido erúcico y alto contenido en ácido oleico.Genetic recombination between plants Ethiopian mustard obtained in the chemical mutagenesis program [stages a) and b)] and Ethiopian mustard plants obtained in the interspecific crossings program [stages c), d) and e)], followed by self-fertilization and seed selection with low Erucic acid content and high acid content oleic
- g)g)
- Siembra de las semillas seleccionadas en la etapa f), seguida de autofecundación y selección para obtener una línea estable de mostaza etíope con bajo contenido en ácido erúcico y alto contenido en ácido oleico.Sowing the selected seeds in stage f), followed by self-fertilization and selection to obtain a stable line of Ethiopian mustard with low acid content Erucic and high oleic acid content.
- h)h)
- Recombinación genética entre plantas de mostaza etíope obtenidas en las etapas a) a g) y plantas de mostaza etíope caracterizadas por contenido estándar en ácido oleico y bajo contenido en ácido linolénico, seguida de autofecundación y selección de semillas F_{2} que presentan mayor contenido en ácido oleico y menor contenido en ácido linoleico y ácido linolénico que las procedentes de las plantas desarrolladas en las etapas a) a g).Genetic recombination between plants Ethiopian mustard obtained in stages a) to g) and mustard plants Ethiopian characterized by standard content in oleic acid and low linolenic acid content, followed by self-fertilization and selection of F 2 seeds that have a higher acid content oleic and lower linoleic acid and linolenic acid content than those from plants developed in stages a) to g).
Para la obtención de las plantas modificadas genéticamente cuyas semillas producen el aceite objeto de la presente invención se ha llevado a cabo un largo proceso de mejora genética consistente en (1) programa de mutagénesis química, (2) programa de cruzamientos interespecíficos, (3) programa de recombinación genética entre productos obtenidos en el programa de mutagénesis química y productos obtenidos en el programa de cruzamientos interespecíficos, y (4) programa de cruzamientos intraespecíficos dirigido a realizar una mejora adicional del material desarrollado.To obtain the modified plants genetically whose seeds produce the oil object of the present invention a long process of improvement has been carried out genetics consisting of (1) chemical mutagenesis program, (2) interspecific crossings program, (3) program of genetic recombination between products obtained in the program of chemical mutagenesis and products obtained in the program of interspecific crossings, and (4) crossings program intraspecific aimed at further improving the developed material.
El programa de mutagénesis química consistió en el tratamiento de semillas normales con un producto químico con propiedades mutagénicas, esto es, capaz de inducir mutaciones en el ADN de la planta. Para que estas mutaciones resulten útiles, deben ser heredables, por lo que al tratamiento mutagénico siguió un proceso de varios anos consistente en la identificación y fijación de aquellas mutaciones heredables que eran transmitidas de generación en generación. Como resultado de este programa se obtuvieron plantas de mostaza etíope cuyas semillas presentaban un incremento en el contenido en ácido oleico respecto a las semillas de plantas normales, aunque mantenían un contenido en ácido erúcico similar al de semillas de plantas normales. El programa de mutagénesis se llevó a cabo durante cinco generaciones, al cabo de las cuales se demostró la estabilidad genética del carácter alto oleico en fondo alto erúcico, independiente de las condiciones de cultivo de las plantas.The chemical mutagenesis program consisted of the treatment of normal seeds with a chemical with mutagenic properties, that is, capable of inducing mutations in the Plant DNA For these mutations to be useful, they must be inheritable, so the mutagenic treatment was followed by multi-year process consisting of identification and fixation of those inheritable mutations that were transmitted from generation to generation As a result of this program, they obtained Ethiopian mustard plants whose seeds had a increase in oleic acid content compared to seeds of normal plants, although they maintained a content in erucic acid similar to normal plant seeds. The program of mutagenesis was carried out for five generations, after which demonstrated the genetic stability of the high character high eric bottom oleic, independent of the conditions of plant cultivation
El programa de cruzamientos interespecíficos consistió en la transferencia de los genes responsables de la ausencia de ácido erúcico desde material público de colza (nombre científico Brassica napus L.) y de mostaza india (nombre científico Brassica juncea [L.] Czern.) libres de ácido erúcico (menos del 2% en peso de ácido erúcico) a una línea seleccionada de mostaza etíope. El programa de cruzamientos interespecíficos se llevó a cabo mediante tres subprogramas: (a) cruzamiento interespecífico entre material de colza libre de ácido erúcico y una línea seleccionada de mostaza etíope, seguido de una generación de retrocruzamiento hacia el parental de mostaza etíope y tres generaciones adicionales de autofecundación; (b) cruzamiento interespecífico entre material de mostaza india libre de ácido erúcico y una línea seleccionada de mostaza etíope, seguido de una generación de retrocruzamiento hacia el parental de mostaza etíope y tres generaciones adicionales de autofecundación; (c) recombinación genética entre plantas de mostaza etíope procedentes de cruzamientos interespecíficos con material de colza libre de ácido erúcico y plantas de mostaza etíope procedentes de cruzamientos interespecíficos con material de mostaza india libre de ácido erúcico. Dicha recombinación genética se llevó a cabo durante seis generaciones, al cabo de las cuales se demostró la estabilidad del carácter cero erúcico, independiente de las condiciones de cultivo de las plantas.The interspecific cross-breeding program consisted of the transfer of genes responsible for the absence of erucic acid from rapeseed public material (scientific name Brassica napus L.) and Indian mustard (scientific name Brassica juncea [L.] Czern.) Free of Erucic acid (less than 2% by weight of erucic acid) to a selected line of Ethiopian mustard. The interspecific crossings program was carried out through three subprograms: (a) interspecific cross between rape material free of erucic acid and a selected Ethiopian mustard line, followed by a backcross generation towards the Ethiopian mustard parental and three additional generations of self-fertilization; (b) interspecific cross between Indian mustard material free of erucic acid and a selected Ethiopian mustard line, followed by a generation of backcrossing towards the Ethiopian mustard parental and three additional generations of self-fertilization; (c) genetic recombination between Ethiopian mustard plants from interspecific crossings with rape material free of erucic acid and Ethiopian mustard plants from interspecific crossings with Indian mustard material free of erucic acid. Said genetic recombination was carried out for six generations, after which the stability of the erectic zero character was demonstrated, independent of the growing conditions of the plants.
El programa recombinación genética entre productos obtenidos en el programa de mutagénesis química y productos obtenido en el programa de cruzamientos interespecíficos se llevó a cabo durante cuatro generaciones, tras las que se demostró la estabilidad de los caracteres cero erúcico y alto oleico, independientes de las condiciones de cultivo de las plantas.The genetic recombination program between products obtained in the chemical mutagenesis program and products obtained in the interspecific crossings program it took place over four generations, after which demonstrated the stability of the erect and high zero characters oleic, independent of the growing conditions of the plants.
En último término, se llevó a cabo un programa de cruzamientos intraespecíficos dirigido a conseguir un incremento adicional del contenido en ácido oleico de las semillas mediante la introducción de genes que provocan un bloqueo parcial de la desaturación de ácido linoleico a ácido linolénico. Al encontrarse previamente bloqueada parcialmente la desaturación de ácido oleico a ácido linoleico, la introducción de los nuevos genes se tradujo en una reducción de los contenidos en ácido linoleico y ácido linolénico y un incremento del contenido en ácido oleico en el aceite de las semillas. Este incremento adicional del contenido en ácido oleico se expresa de forma estable independientemente de las condiciones de cultivo de las plantas.Ultimately, a program was carried out of intraspecific crossings aimed at achieving an increase additional oleic acid content of the seeds by introduction of genes that cause a partial blockage of the desaturation of linoleic acid to linolenic acid. When meeting previously partially blocked the desaturation of oleic acid to linoleic acid, the introduction of the new genes was translated in a reduction of linoleic acid and acid contents linolenic acid and an increase in oleic acid content in the seed oil This additional increase in content in oleic acid is stably expressed regardless of plant growing conditions.
PrimeroFirst
Semillas de mostaza etíope de la línea C-101, con 8.5% de ácido oleico, fueron sumergidas en agua a temperatura ambiente durante 16 horas para promover el ablandamiento de la cubierta externa y, por tanto, favorecer la penetración del agente mutagénico. Pasado este tiempo, se sumergieron por un período de 2 horas a temperatura ambiente y con una agitación continua a 75 r.p.m. en una solución del agente mutagénico metil-sulfonato de etilo (EMS), preparada a una concentración del 1% (vol/vol) en tampón fosfato 0.1 M a pH 7. Tras el tratamiento mutagénico las semillas se lavaron durante 10 horas en agua corriente, se secaron, y se sembraron en campo. Las plantas correspondientes se cosecharon individualmente, y las semillas de cada una de las plantas cosechadas se sembraron en campo. Las plantas correspondientes se cosecharon individualmente y sus semillas se analizaron para conocer su composición en ácidos grasos. A partir de estos análisis, se seleccionó una planta con un contenido anormalmente alto en ácido oleico (19.3%). En sucesivas generaciones se realizó selección para aumentar y estabilizar su contenido en ácido oleico. Finalmente, se obtuvo una línea en la quinta generación con valores máximos y mínimos de 27.9% y 17.0%, respectivamente, de ácido oleico. La línea se denominó N2-3591. Su composición media en ácidos grasos, comparada con la línea a partir de la que se obtuvo, C-101, se muestra en la Tabla 2.Ethiopian mustard seeds of the line C-101, with 8.5% oleic acid, were submerged in water at room temperature for 16 hours to promote softening of the outer shell and, therefore, favor the penetration of the mutagenic agent. After this time, it submerged for a period of 2 hours at room temperature and with continuous stirring at 75 r.p.m. in an agent solution mutagenic ethyl methyl sulphonate (EMS), prepared at a concentration of 1% (vol / vol) in 0.1 M phosphate buffer at pH 7. After the mutagenic treatment the seeds were washed during 10 hours in running water, dried, and seeded in the field. The corresponding plants were harvested individually, and the seeds of each of the harvested plants were sown in countryside. The corresponding plants were harvested individually and its seeds were analyzed to know their acid composition fatty From these analyzes, a plant with a abnormally high content of oleic acid (19.3%). In successive generations was made selection to increase and stabilize their oleic acid content. Finally, a line was obtained in the fifth generation with maximum and minimum values of 27.9% and 17.0%, respectively, of oleic acid. The line was called N2-3591. Its average fatty acid composition, compared to the line from which it was obtained, C-101, is shown in Table 2.
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SegundoSecond
Las plantas de mostaza etíope (nombre científico Brassica carinata A. Braun) tienen un genoma en el núcleo de sus células que es de configuración BBCC. Las plantas de mostaza india (nombre científico Brassica juncea [L.] Czern) tienen un genoma en el núcleo de sus células que es de configuración AABB. Las plantas de colza (nombre científico Brassica napus L.) tienen un genoma en el núcleo de sus células que es de configuración AACC. Para conseguir plantas de genoma BBCC con el aceite de sus semillas carente de ácido erúcico, se realizó un programa de cruzamientos interespecíficos entre una planta de material público de colza cero erúcico, con menos del 2% en peso de ácido erúcico (B. napus L. cv. "Duplo"), una planta de material público de mostaza india cero erúcico, con menos del 2% en peso de ácido erúcico (B. juncea cv. "Zem-1"), y una planta de mostaza etíope con niveles normales de ácido erúcico, entre 39% y 49% en peso de ácido erúcico (B. carinata cv. "C-101"). Este programa se realizó mediante tres subprogramas:Ethiopian mustard plants (scientific name Brassica carinata A. Braun) have a genome in the nucleus of their cells that is of BBCC configuration. Indian mustard plants (scientific name Brassica juncea [L.] Czern) have a genome in the nucleus of their cells that is of AABB configuration. Rapeseed plants (scientific name Brassica napus L.) have a genome in the nucleus of their cells that is of AACC configuration. In order to obtain BBCC genome plants with the oil of their seeds lacking erucic acid, a program of interspecific crossings was carried out between a public material plant of erectic rapeseed, with less than 2% by weight of erucic acid ( B. napus L cv. "Duplo"), a public material plant of zero erutic Indian mustard, with less than 2% by weight of erucic acid ( B. juncea cv. "Zem-1"), and an Ethiopian mustard plant with levels normal erucic acid, between 39% and 49% by weight erucic acid ( B. carinata cv. "C-101"). This program was carried out through three subprograms:
Una planta de mostaza etíope C-101 se cruzó con una planta de colza Duplo. Las semillas obtenidas de este cruzamiento se sembraron en macetas y varias de las plantas resultantes se cruzaron de nuevo con plantas de C-101. Las plantas de las semillas resultantes del cruzamiento se autofecundaron durante tres generaciones, tras lo cual se obtuvieron plantas de configuración genómica ABCC, con los genes para cero erúcico procedentes de colza incorporados.An Ethiopian mustard plant C-101 crossed with a Duplo rapeseed plant. The seeds obtained from this cross were sown in pots and several of the resulting plants were crossed again with plants of C-101. The resulting seed plants of the crossing they self-fertilized for three generations, after which ABCC genomic configuration plants were obtained, with the Energetic zero genes from rapeseed incorporated.
Una planta de mostaza etíope C-101 se cruzó con una planta de mostaza india Zem-1. Las semillas obtenidas de este cruzamiento se sembraron en macetas y varias de las plantas resultantes se cruzaron de nuevo con plantas de C-101. Las plantas de las semillas resultantes del cruzamiento se autofecundaron durante tres generaciones, tras lo cual se obtuvieron plantas de configuración genómica BBAC, con los genes para cero erúcico procedentes de mostaza india incorporados.An Ethiopian mustard plant C-101 crossed with an Indian mustard plant Zem-1 The seeds obtained from this cross they were planted in pots and several of the resulting plants were They crossed again with C-101 plants. The plants of the seeds resulting from the crossing self-fertilized for three generations, after which plants were obtained from BBAC genomic configuration, with genes for erect zero from Indian mustard incorporated.
Plantas de configuración genómica ABCC y BBAC se cruzaron entre sí. Las semillas procedentes de los cruzamientos se sembraron. Las plantas a las que dieron lugar se autofecundaron y se cosecharon individualmente. Sus semillas fueron analizadas para conocer la composición en ácidos grasos de su aceite. De un total de 507 plantas analizadas, 45 de ellas presentaron un bajo contenido en ácido erúcico (menos del 2% en peso de este ácido graso). Las semillas de cinco de estas plantas fueron sembradas, tras lo que se realizó un proceso de selección durante tres generaciones. La mejor de estas cinco líneas se denominó 25X-1. Su composición en ácidos grasos, en comparación con sus parentales C-101, Duplo, y Zem-1 se muestra en la Tabla 3.ABCC and BBAC genomic configuration plants are They crossed each other. The seeds from the crosses are they sowed. The plants they gave rise to were self-fertilized and They were harvested individually. Its seeds were analyzed for Know the fatty acid composition of your oil. From a total of 507 plants analyzed, 45 of them presented a low content in erucic acid (less than 2% by weight of this fatty acid). The Seeds of five of these plants were sown, after which He made a selection process for three generations. The best of these five lines was called 25X-1. its fatty acid composition, compared to their parents C-101, Duplo, and Zem-1 is shown in Table 3
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TerceroThird
Plantas del mutante alto oleico en fondo alto
erúcico, N2-3591, se cruzaron con plantas de la
línea cero erúcico 25X-1. Las semillas obtenidas del
cruzamiento se sembraron en macetas y las correspondientes plantas
se autofecundaron y se cosecharon individualmente. Las semillas
procedentes de estas plantas se analizaron para la composición en
ácidos grasos de su aceite. De un total de 300 semillas analizadas
se identificaron cinco que combinaban el carácter cero erúcico con
el carácter alto oleico. Estas semillas se sembraron y
autofecundaron, procediéndose a una selección durante dos
generaciones para alto contenido en ácido oleico y bajo contenido en
ácido erúcico. Al cabo de esta selección se obtuvo la línea
IAS-3, que contiene menos del 2% en peso de ácido
erúcico y entre el 70% y 80% en peso de ácido oleico. La composición
en ácidos grasos de IAS-3, comparada con las líneas
a partir de las que se obtuvo y con otras líneas de mostaza etíope
cero erúcico desarrolladas hasta la fecha, se muestra en la
Tabla 4.Plants of the high oleic mutant in the high erect background, N2-3591, were crossed with plants of the 25X-1 erect zero line. The seeds obtained from the cross were sown in pots and the corresponding plants were self-fertilized and harvested individually. The seeds from these plants were analyzed for the fatty acid composition of their oil. From a total of 300 seeds analyzed, five were identified that combined the erectic zero character with the high oleic character. These seeds were sown and self-fertilized, proceeding with a selection for two generations for high oleic acid content and low erucic acid content. After this selection, the IAS-3 line was obtained, which contains less than 2% by weight of erucic acid and between 70% and 80% by weight of oleic acid. The fatty acid composition of IAS-3, compared with the lines from which it was obtained and with other lines of erutic zero Ethiopian mustard developed to date, is shown in the
Table 4
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CuartoFourth
Plantas de la línea IAS-3
(número de solicitud de patente 9902552) se cruzaron con plantas de
la línea IAS-21 (número de solicitud de patente
9902553), caracterizadas por un contenido estándar en ácido oleico
y un bajo contenido en ácido linolénico en el aceite de sus
semillas. Las semillas obtenidas del cruzamiento se sembraron en
macetas y las correspondientes plantas se autofecundaron y se
cosecharon individualmente. Las semillas procedentes de estas
plantas se analizaron para la composición en ácidos grasos de su
aceite. De un total de 1250 semillas analizadas, se identificaron
seis semillas que presentaron un incremento adicional del contenido
en ácido oleico junto con una reducción de los contenidos en ácido
linoleico y ácido linolénico. Estas semillas recombinantes se
sembraron, llevándose a cabo un proceso de selección durante tres
generaciones para asegurar la fijación del nuevo perfil de ácidos
grasos. Este perfil se demostró completamente fijado y estable a
partir de la segunda generación, expresándose con independencia de
las condiciones de cultivo de las plantas. La línea así obtenida,
denominada IAS-245, contiene menos del 2% en peso de
ácido erúcico y entre el 80% y 90% en peso de ácido oleico. La
composición media en ácidos grasos de IAS-245,
comparada con las líneas a partir de las que se obtuvo, se muestra
en la
Tabla 5.Plants of the IAS-3 line (patent application number 9902552) were crossed with plants of the IAS-21 line (patent application number 9902553), characterized by a standard content of oleic acid and a low content of linolenic acid in The oil of its seeds. The seeds obtained from the cross were sown in pots and the corresponding plants were self-fertilized and harvested individually. The seeds from these plants were analyzed for the fatty acid composition of their oil. From a total of 1250 seeds analyzed, six seeds were identified that presented an additional increase in oleic acid content along with a reduction in linoleic acid and linolenic acid content. These recombinant seeds were sown, a selection process being carried out for three generations to ensure the fixation of the new fatty acid profile. This profile was demonstrated completely fixed and stable from the second generation, expressing itself independently of the growing conditions of the plants. The line thus obtained, called IAS-245, contains less than 2% by weight of erucic acid and between 80% and 90% by weight of oleic acid. The average fatty acid composition of IAS-245, compared to the lines from which it was obtained, is shown in the
Table 5.
Se ha realizado un depósito de semillas de la línea IAS-245 en el NCIMB (National Collections of Industrial, Food and Marine Bacteria), con número NCIMB 41157 y fecha de depósito 13 de febrero de 2003.A seed deposit of the IAS-245 line in the NCIMB (National Collections of Industrial, Food and Marine Bacteria), with NCIMB number 41157 and deposit date February 13, 2003.
Claims (10)
- a)to)
- Tratamiento de semillas normales de mostaza etíope, previamente embebidas en agua durante 16 horas, con una solución del agente mutagénico metil-sulfonato de etilo (EMS), preparada a una concentración comprendida entre el 0.1% y el 2% (vol/vol), durante un periodo de tiempo comprendido entre 0.5 y 6 horas.Treatment of normal seeds of Ethiopian mustard, previously embedded in water for 16 hours, with a solution of the methyl sulphonate mutagenic agent of ethyl (EMS), prepared at a concentration between 0.1% and 2% (vol / vol), for a period of time included between 0.5 and 6 hours.
- b)b)
- Cultivo de las semillas tratadas según el apartado a), selección de aquellas que presentan un incremento en el contenido en ácido oleico del aceite en comparación con las semillas de plantas normales, manteniendo un contenido en ácido erúcico similar al de aquellas.Cultivation of treated seeds according to section a), selection of those that show an increase in the oleic acid content of the oil compared to normal plant seeds, maintaining an acid content similar to those.
- c)C)
- Cruzamiento de plantas de mostaza etíope (Brassica carinata A. Braun) con contenido normal en ácido erúcico del aceite con plantas de una línea colza (B. napus L.) con menos del 2% en peso de ácido erúcico en el aceite de sus semillas, seguido de retrocruzamiento, autofecundación, y selección de plantas de mostaza etíope con menos del 2% en peso de ácido erúcico en el aceite de sus semillas.Crossing of Ethiopian mustard plants ( Brassica carinata A. Braun) with normal erucic acid content of the oil with plants of a rapeseed line ( B. napus L.) with less than 2% by weight of erucic acid in the oil of its seeds , followed by backcrossing, self-fertilization, and selection of Ethiopian mustard plants with less than 2% by weight of erucic acid in the oil of their seeds.
- d)d)
- Cruzamiento de plantas de mostaza etíope (Brassica carinata A. Braun) con contenido normal en ácido erúcico del aceite con plantas de una línea de mostaza india (B. juncea [L.] Czern.) con menos del 2% en peso de ácido erúcico en el aceite de sus semillas, seguido de retrocruzamiento, autofecundación, y selección de plantas de mostaza etíope con menos del 2% en peso de ácido erúcico en el aceite de sus semillas.Crossing of Ethiopian mustard plants ( Brassica carinata A. Braun) with normal erucic acid content of the oil with plants of an Indian mustard line ( B. juncea [L.] Czern.) With less than 2% by weight of erucic acid in the oil of its seeds, followed by backcrossing, self-fertilization, and selection of Ethiopian mustard plants with less than 2% by weight of erucic acid in the oil of its seeds.
- e)and)
- Cruzamiento de plantas de mostaza etíope obtenidas según el apartado c) con plantas de mostaza etíope obtenidas según el apartado d), seguido de autofecundación y selección de plantas de mostaza etíope procedentes del mencionado cruzamiento con menos del 2% en peso de ácido erúcico en el aceite de sus semillas.Crossing mustard plants Ethiopian obtained according to section c) with Ethiopian mustard plants obtained according to section d), followed by self-fertilization and selection of Ethiopian mustard plants from the aforementioned crossing with less than 2% by weight of erucic acid in the oil of its seeds.
- f)F)
- Recombinación genética entre plantas de mostaza etíope obtenidas en el programa de mutagénesis química [etapas a) y b)] y plantas de mostaza etíope obtenidas en el programa de cruzamientos interespecíficos [etapas c), d) y e)], seguida de autofecundación y selección de semillas con bajo contenido en ácido erúcico y alto contenido en ácido oleico.Genetic recombination between plants Ethiopian mustard obtained in the chemical mutagenesis program [stages a) and b)] and Ethiopian mustard plants obtained in the interspecific crossings program [stages c), d) and e)], followed by self-fertilization and seed selection with low Erucic acid content and high acid content oleic
- g)g)
- Siembra de las semillas seleccionadas en la etapa f), seguida de autofecundación y selección para obtener una línea estable de mostaza etíope con bajo contenido en ácido erúcico y alto contenido en ácido oleico.Sowing the selected seeds in stage f), followed by self-fertilization and selection to obtain a stable line of Ethiopian mustard with low acid content Erucic and high oleic acid content.
- h)h)
- Recombinación genética entre plantas de mostaza etíope obtenidas en las etapas a) a g) y plantas de mostaza etíope caracterizadas por contenido estándar en ácido oleico y bajo contenido en ácido linolénico, seguida de autofecundación y selección de semillas F_{2} que presentan mayor contenido en ácido oleico y menor contenido en ácido linoleico y ácido linolénico que las procedentes de las plantas desarrolladas en las etapas a) a g).Genetic recombination between plants Ethiopian mustard obtained in stages a) to g) and mustard plants Ethiopian characterized by standard content in oleic acid and low linolenic acid content, followed by self-fertilization and selection of F 2 seeds that have a higher acid content oleic and lower linoleic acid and linolenic acid content than those from plants developed in stages a) to g).
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VELASCO L. et al. "Isolation of induced mutants in Ethiopian mustard (Brassica carinata Braun) with low levels or erucic acid". Plant Breeding 1995. Vol. 114, Nº. 5, páginas 454-456; ISSN 0179-9541. * |
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