RU2489849C2 - Подсолнечник с низким содержанием насыщенных жиров и соответствующие способы - Google Patents
Подсолнечник с низким содержанием насыщенных жиров и соответствующие способы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2489849C2 RU2489849C2 RU2010130256/10A RU2010130256A RU2489849C2 RU 2489849 C2 RU2489849 C2 RU 2489849C2 RU 2010130256/10 A RU2010130256/10 A RU 2010130256/10A RU 2010130256 A RU2010130256 A RU 2010130256A RU 2489849 C2 RU2489849 C2 RU 2489849C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sunflower
- plant
- plants
- gene
- seeds
- Prior art date
Links
- 235000003222 Helianthus annuus Nutrition 0.000 title claims description 60
- 241000208818 Helianthus Species 0.000 title claims 4
- 235000021003 saturated fats Nutrition 0.000 title description 78
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 66
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 25
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 claims abstract description 21
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 16
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims abstract description 16
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims abstract description 16
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims abstract description 16
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- OYHQOLUKZRVURQ-HZJYTTRNSA-N Linoleic acid Chemical compound CCCCC\C=C/C\C=C/CCCCCCCC(O)=O OYHQOLUKZRVURQ-HZJYTTRNSA-N 0.000 claims description 32
- 235000020778 linoleic acid Nutrition 0.000 claims description 32
- OYHQOLUKZRVURQ-IXWMQOLASA-N linoleic acid Natural products CCCCC\C=C/C\C=C\CCCCCCCC(O)=O OYHQOLUKZRVURQ-IXWMQOLASA-N 0.000 claims description 30
- 235000013305 food Nutrition 0.000 claims description 5
- 235000003441 saturated fatty acids Nutrition 0.000 claims description 3
- 150000004671 saturated fatty acids Chemical class 0.000 claims description 3
- HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N cholesterol Chemical compound C1C=C2C[C@@H](O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2 HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N 0.000 abstract description 6
- 235000020238 sunflower seed Nutrition 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 208000029078 coronary artery disease Diseases 0.000 abstract description 2
- 235000012000 cholesterol Nutrition 0.000 abstract 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 186
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 143
- 244000020551 Helianthus annuus Species 0.000 description 132
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 43
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 41
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 28
- 238000009402 cross-breeding Methods 0.000 description 27
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 22
- 230000000306 recurrent effect Effects 0.000 description 22
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 description 20
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 19
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 19
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 19
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 description 19
- OYHQOLUKZRVURQ-NTGFUMLPSA-N (9Z,12Z)-9,10,12,13-tetratritiooctadeca-9,12-dienoic acid Chemical compound C(CCCCCCC\C(=C(/C\C(=C(/CCCCC)\[3H])\[3H])\[3H])\[3H])(=O)O OYHQOLUKZRVURQ-NTGFUMLPSA-N 0.000 description 18
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 18
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 18
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 17
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 17
- 230000009261 transgenic effect Effects 0.000 description 15
- 102000003960 Ligases Human genes 0.000 description 14
- 108090000364 Ligases Proteins 0.000 description 14
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 14
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 13
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 13
- 108091093088 Amplicon Proteins 0.000 description 12
- 239000013604 expression vector Substances 0.000 description 12
- 239000004009 herbicide Substances 0.000 description 12
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 12
- 238000011161 development Methods 0.000 description 11
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 11
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 10
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 10
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 10
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 10
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 10
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 10
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 10
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid group Chemical group C(CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC)(=O)O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 10
- 108700028369 Alleles Proteins 0.000 description 9
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 9
- 235000021313 oleic acid Nutrition 0.000 description 9
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 9
- 206010021929 Infertility male Diseases 0.000 description 8
- 208000007466 Male Infertility Diseases 0.000 description 8
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 8
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 8
- 238000002703 mutagenesis Methods 0.000 description 8
- 231100000350 mutagenesis Toxicity 0.000 description 8
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 8
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 8
- 238000010187 selection method Methods 0.000 description 8
- 230000010153 self-pollination Effects 0.000 description 8
- 238000013518 transcription Methods 0.000 description 8
- 230000035897 transcription Effects 0.000 description 8
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 8
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 7
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 7
- 210000000349 chromosome Anatomy 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 238000010353 genetic engineering Methods 0.000 description 7
- 230000002363 herbicidal effect Effects 0.000 description 7
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 7
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 7
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 108010000700 Acetolactate synthase Proteins 0.000 description 6
- 244000061176 Nicotiana tabacum Species 0.000 description 6
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 description 6
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 6
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 108010076504 Protein Sorting Signals Proteins 0.000 description 6
- 235000016383 Zea mays subsp huehuetenangensis Nutrition 0.000 description 6
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 6
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 235000009973 maize Nutrition 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 description 5
- 102000005488 Thioesterase Human genes 0.000 description 5
- 108700019146 Transgenes Proteins 0.000 description 5
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 5
- 238000010367 cloning Methods 0.000 description 5
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 5
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 5
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 5
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 5
- 210000001938 protoplast Anatomy 0.000 description 5
- 238000007894 restriction fragment length polymorphism technique Methods 0.000 description 5
- 108020002982 thioesterase Proteins 0.000 description 5
- 230000003612 virological effect Effects 0.000 description 5
- YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N (+)-Biotin Chemical compound N1C(=O)N[C@@H]2[C@H](CCCCC(=O)O)SC[C@@H]21 YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N 0.000 description 4
- 208000035240 Disease Resistance Diseases 0.000 description 4
- 108010060309 Glucuronidase Proteins 0.000 description 4
- 102000053187 Glucuronidase Human genes 0.000 description 4
- 108010043121 Green Fluorescent Proteins Proteins 0.000 description 4
- 102000004144 Green Fluorescent Proteins Human genes 0.000 description 4
- IMQLKJBTEOYOSI-GPIVLXJGSA-N Inositol-hexakisphosphate Chemical compound OP(O)(=O)O[C@H]1[C@H](OP(O)(O)=O)[C@@H](OP(O)(O)=O)[C@H](OP(O)(O)=O)[C@H](OP(O)(O)=O)[C@@H]1OP(O)(O)=O IMQLKJBTEOYOSI-GPIVLXJGSA-N 0.000 description 4
- 235000007688 Lycopersicon esculentum Nutrition 0.000 description 4
- 108010079590 Phosphatidylcholine desaturase Proteins 0.000 description 4
- 240000003768 Solanum lycopersicum Species 0.000 description 4
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 239000002299 complementary DNA Substances 0.000 description 4
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 description 4
- 239000005090 green fluorescent protein Substances 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 235000002949 phytic acid Nutrition 0.000 description 4
- 238000003976 plant breeding Methods 0.000 description 4
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 4
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 4
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 4
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 4
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 4
- CAAMSDWKXXPUJR-UHFFFAOYSA-N 3,5-dihydro-4H-imidazol-4-one Chemical compound O=C1CNC=N1 CAAMSDWKXXPUJR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 108090001008 Avidin Proteins 0.000 description 3
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 3
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 description 3
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 description 3
- 206010020649 Hyperkeratosis Diseases 0.000 description 3
- 208000031888 Mycoses Diseases 0.000 description 3
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 3
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 3
- 108090000637 alpha-Amylases Proteins 0.000 description 3
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 3
- JFDZBHWFFUWGJE-UHFFFAOYSA-N benzonitrile Chemical compound N#CC1=CC=CC=C1 JFDZBHWFFUWGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 3
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 3
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 3
- 210000002257 embryonic structure Anatomy 0.000 description 3
- 235000019387 fatty acid methyl ester Nutrition 0.000 description 3
- 238000009399 inbreeding Methods 0.000 description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 3
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 3
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 3
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 3
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 3
- 238000011426 transformation method Methods 0.000 description 3
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 3
- FWMNVWWHGCHHJJ-SKKKGAJSSA-N 4-amino-1-[(2r)-6-amino-2-[[(2r)-2-[[(2r)-2-[[(2r)-2-amino-3-phenylpropanoyl]amino]-3-phenylpropanoyl]amino]-4-methylpentanoyl]amino]hexanoyl]piperidine-4-carboxylic acid Chemical compound C([C@H](C(=O)N[C@H](CC(C)C)C(=O)N[C@H](CCCCN)C(=O)N1CCC(N)(CC1)C(O)=O)NC(=O)[C@H](N)CC=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 FWMNVWWHGCHHJJ-SKKKGAJSSA-N 0.000 description 2
- 241000589156 Agrobacterium rhizogenes Species 0.000 description 2
- 241000589155 Agrobacterium tumefaciens Species 0.000 description 2
- 101100119780 Arabidopsis thaliana FATB gene Proteins 0.000 description 2
- 208000035143 Bacterial infection Diseases 0.000 description 2
- 208000016444 Benign adult familial myoclonic epilepsy Diseases 0.000 description 2
- 102000000584 Calmodulin Human genes 0.000 description 2
- 108010041952 Calmodulin Proteins 0.000 description 2
- 102000014914 Carrier Proteins Human genes 0.000 description 2
- 108010078791 Carrier Proteins Proteins 0.000 description 2
- 108010022172 Chitinases Proteins 0.000 description 2
- 102000012286 Chitinases Human genes 0.000 description 2
- 239000005562 Glyphosate Substances 0.000 description 2
- 108010025815 Kanamycin Kinase Proteins 0.000 description 2
- 108060001084 Luciferase Proteins 0.000 description 2
- 108010033272 Nitrilase Proteins 0.000 description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 2
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 2
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 description 2
- 102000035195 Peptidases Human genes 0.000 description 2
- 241000589615 Pseudomonas syringae Species 0.000 description 2
- 235000019486 Sunflower oil Nutrition 0.000 description 2
- 101100119784 Umbellularia californica FATB1 gene Proteins 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000003392 amylase inhibitor Substances 0.000 description 2
- 208000022362 bacterial infectious disease Diseases 0.000 description 2
- 229960002685 biotin Drugs 0.000 description 2
- 235000020958 biotin Nutrition 0.000 description 2
- 239000011616 biotin Substances 0.000 description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 230000001086 cytosolic effect Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000004520 electroporation Methods 0.000 description 2
- 239000002158 endotoxin Substances 0.000 description 2
- 208000016427 familial adult myoclonic epilepsy Diseases 0.000 description 2
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 2
- 235000019197 fats Nutrition 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- ZGNITFSDLCMLGI-UHFFFAOYSA-N flubendiamide Chemical compound CC1=CC(C(F)(C(F)(F)F)C(F)(F)F)=CC=C1NC(=O)C1=CC=CC(I)=C1C(=O)NC(C)(C)CS(C)(=O)=O ZGNITFSDLCMLGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 2
- 238000003205 genotyping method Methods 0.000 description 2
- XDDAORKBJWWYJS-UHFFFAOYSA-N glyphosate Chemical compound OC(=O)CNCP(O)(O)=O XDDAORKBJWWYJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940097068 glyphosate Drugs 0.000 description 2
- 239000005556 hormone Substances 0.000 description 2
- 229940088597 hormone Drugs 0.000 description 2
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 2
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000009405 line breeding Methods 0.000 description 2
- 150000002632 lipids Chemical group 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 2
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 2
- 239000000137 peptide hydrolase inhibitor Substances 0.000 description 2
- 210000002706 plastid Anatomy 0.000 description 2
- 230000010152 pollination Effects 0.000 description 2
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 description 2
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 2
- 101150075980 psbA gene Proteins 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 238000003753 real-time PCR Methods 0.000 description 2
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 2
- 230000028327 secretion Effects 0.000 description 2
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 2
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 2
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 2
- 239000002600 sunflower oil Substances 0.000 description 2
- 235000021122 unsaturated fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- 150000004670 unsaturated fatty acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000001195 (9Z,12Z,15Z)-octadeca-9,12,15-trienoic acid Substances 0.000 description 1
- FYADHXFMURLYQI-UHFFFAOYSA-N 1,2,4-triazine Chemical compound C1=CN=NC=N1 FYADHXFMURLYQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PORPENFLTBBHSG-MGBGTMOVSA-N 1,2-dihexadecanoyl-sn-glycerol-3-phosphate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@H](COP(O)(O)=O)OC(=O)CCCCCCCCCCCCCCC PORPENFLTBBHSG-MGBGTMOVSA-N 0.000 description 1
- 102100031251 1-acylglycerol-3-phosphate O-acyltransferase PNPLA3 Human genes 0.000 description 1
- 108010054662 2-acylglycerophosphate acyltransferase Proteins 0.000 description 1
- IAJOBQBIJHVGMQ-UHFFFAOYSA-N 2-amino-4-[hydroxy(methyl)phosphoryl]butanoic acid Chemical compound CP(O)(=O)CCC(N)C(O)=O IAJOBQBIJHVGMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NEAQRZUHTPSBBM-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxy-3,3-dimethyl-7-nitro-4h-isoquinolin-1-one Chemical compound C1=C([N+]([O-])=O)C=C2C(=O)N(O)C(C)(C)CC2=C1 NEAQRZUHTPSBBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UPMXNNIRAGDFEH-UHFFFAOYSA-N 3,5-dibromo-4-hydroxybenzonitrile Chemical compound OC1=C(Br)C=C(C#N)C=C1Br UPMXNNIRAGDFEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010020183 3-phosphoshikimate 1-carboxyvinyltransferase Proteins 0.000 description 1
- 108010011619 6-Phytase Proteins 0.000 description 1
- 108010085238 Actins Proteins 0.000 description 1
- 108700016155 Acyl transferases Proteins 0.000 description 1
- 102000057234 Acyl transferases Human genes 0.000 description 1
- 241000589158 Agrobacterium Species 0.000 description 1
- 241000724328 Alfalfa mosaic virus Species 0.000 description 1
- 101710171801 Alpha-amylase inhibitor Proteins 0.000 description 1
- 229940122816 Amylase inhibitor Drugs 0.000 description 1
- 108700042778 Antimicrobial Peptides Proteins 0.000 description 1
- 102000044503 Antimicrobial Peptides Human genes 0.000 description 1
- 241000219194 Arabidopsis Species 0.000 description 1
- 101001004809 Arabidopsis thaliana Leucine-rich repeat extensin-like protein 1 Proteins 0.000 description 1
- 101001004810 Arabidopsis thaliana Leucine-rich repeat extensin-like protein 2 Proteins 0.000 description 1
- 101001004812 Arabidopsis thaliana Leucine-rich repeat extensin-like protein 3 Proteins 0.000 description 1
- 101001004814 Arabidopsis thaliana Leucine-rich repeat extensin-like protein 4 Proteins 0.000 description 1
- 101001004816 Arabidopsis thaliana Leucine-rich repeat extensin-like protein 5 Proteins 0.000 description 1
- 101001004818 Arabidopsis thaliana Leucine-rich repeat extensin-like protein 6 Proteins 0.000 description 1
- 101001004820 Arabidopsis thaliana Leucine-rich repeat extensin-like protein 7 Proteins 0.000 description 1
- 101001067239 Arabidopsis thaliana Pollen-specific leucine-rich repeat extensin-like protein 1 Proteins 0.000 description 1
- 101001067237 Arabidopsis thaliana Pollen-specific leucine-rich repeat extensin-like protein 2 Proteins 0.000 description 1
- 101001067254 Arabidopsis thaliana Pollen-specific leucine-rich repeat extensin-like protein 3 Proteins 0.000 description 1
- 101001067253 Arabidopsis thaliana Pollen-specific leucine-rich repeat extensin-like protein 4 Proteins 0.000 description 1
- 241000228245 Aspergillus niger Species 0.000 description 1
- 241000182988 Assa Species 0.000 description 1
- NTTIDCCSYIDANP-UHFFFAOYSA-N BCCP Chemical compound BCCP NTTIDCCSYIDANP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 description 1
- 244000063299 Bacillus subtilis Species 0.000 description 1
- 235000014469 Bacillus subtilis Nutrition 0.000 description 1
- 241000193388 Bacillus thuringiensis Species 0.000 description 1
- KHBQMWCZKVMBLN-UHFFFAOYSA-N Benzenesulfonamide Chemical compound NS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 KHBQMWCZKVMBLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100026189 Beta-galactosidase Human genes 0.000 description 1
- 101710201279 Biotin carboxyl carrier protein Proteins 0.000 description 1
- 101710180532 Biotin carboxyl carrier protein of acetyl-CoA carboxylase Proteins 0.000 description 1
- 240000002791 Brassica napus Species 0.000 description 1
- 235000011293 Brassica napus Nutrition 0.000 description 1
- 239000005489 Bromoxynil Substances 0.000 description 1
- 241000195585 Chlamydomonas Species 0.000 description 1
- 101100148125 Chlamydomonas reinhardtii RSP2 gene Proteins 0.000 description 1
- 108010035563 Chloramphenicol O-acetyltransferase Proteins 0.000 description 1
- 101000749287 Clitocybe nebularis Clitocypin Proteins 0.000 description 1
- 101000767029 Clitocybe nebularis Clitocypin-1 Proteins 0.000 description 1
- 241000755729 Clivia Species 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000009917 Crataegus X brevipes Nutrition 0.000 description 1
- 235000013204 Crataegus X haemacarpa Nutrition 0.000 description 1
- 235000009685 Crataegus X maligna Nutrition 0.000 description 1
- 235000009444 Crataegus X rubrocarnea Nutrition 0.000 description 1
- 235000009486 Crataegus bullatus Nutrition 0.000 description 1
- 235000017181 Crataegus chrysocarpa Nutrition 0.000 description 1
- 235000009682 Crataegus limnophila Nutrition 0.000 description 1
- 240000000171 Crataegus monogyna Species 0.000 description 1
- 235000004423 Crataegus monogyna Nutrition 0.000 description 1
- 235000002313 Crataegus paludosa Nutrition 0.000 description 1
- 235000009840 Crataegus x incaedua Nutrition 0.000 description 1
- 241000724252 Cucumber mosaic virus Species 0.000 description 1
- 101710095468 Cyclase Proteins 0.000 description 1
- 229940094664 Cysteine protease inhibitor Drugs 0.000 description 1
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 description 1
- 102000004163 DNA-directed RNA polymerases Human genes 0.000 description 1
- 108090000626 DNA-directed RNA polymerases Proteins 0.000 description 1
- 241000238792 Diploptera Species 0.000 description 1
- 101710198510 Enoyl-[acyl-carrier-protein] reductase [NADH] Proteins 0.000 description 1
- 101710091045 Envelope protein Proteins 0.000 description 1
- YQYJSBFKSSDGFO-UHFFFAOYSA-N Epihygromycin Natural products OC1C(O)C(C(=O)C)OC1OC(C(=C1)O)=CC=C1C=C(C)C(=O)NC1C(O)C(O)C2OCOC2C1O YQYJSBFKSSDGFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108090000371 Esterases Proteins 0.000 description 1
- 229930182566 Gentamicin Natural products 0.000 description 1
- CEAZRRDELHUEMR-URQXQFDESA-N Gentamicin Chemical compound O1[C@H](C(C)NC)CC[C@@H](N)[C@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O[C@@H]2[C@@H]([C@@H](NC)[C@@](C)(O)CO2)O)[C@H](N)C[C@@H]1N CEAZRRDELHUEMR-URQXQFDESA-N 0.000 description 1
- 239000005561 Glufosinate Substances 0.000 description 1
- 108010070675 Glutathione transferase Proteins 0.000 description 1
- 102000005720 Glutathione transferase Human genes 0.000 description 1
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 description 1
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 1
- 241000498254 Heterodera glycines Species 0.000 description 1
- 108010033040 Histones Proteins 0.000 description 1
- 102000006947 Histones Human genes 0.000 description 1
- 238000009015 Human TaqMan MicroRNA Assay kit Methods 0.000 description 1
- 102000004867 Hydro-Lyases Human genes 0.000 description 1
- 108090001042 Hydro-Lyases Proteins 0.000 description 1
- 102000004157 Hydrolases Human genes 0.000 description 1
- 108090000604 Hydrolases Proteins 0.000 description 1
- 102000008394 Immunoglobulin Fragments Human genes 0.000 description 1
- 108010021625 Immunoglobulin Fragments Proteins 0.000 description 1
- 108091092195 Intron Proteins 0.000 description 1
- 108010042889 Inulosucrase Proteins 0.000 description 1
- 108090001090 Lectins Proteins 0.000 description 1
- 102000004856 Lectins Human genes 0.000 description 1
- 108010036940 Levansucrase Proteins 0.000 description 1
- 239000005089 Luciferase Substances 0.000 description 1
- 102000001698 Mannose-Binding Lectins Human genes 0.000 description 1
- 108010068997 Mannose-Binding Lectins Proteins 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 241001529936 Murinae Species 0.000 description 1
- 108090000189 Neuropeptides Proteins 0.000 description 1
- 102000003797 Neuropeptides Human genes 0.000 description 1
- 101000875535 Nicotiana tabacum Extensin Proteins 0.000 description 1
- 102100023170 Nuclear receptor subfamily 1 group D member 1 Human genes 0.000 description 1
- 101710163270 Nuclease Proteins 0.000 description 1
- 108090000854 Oxidoreductases Proteins 0.000 description 1
- 102000004316 Oxidoreductases Human genes 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 108010067372 Pancreatic elastase Proteins 0.000 description 1
- 102000016387 Pancreatic elastase Human genes 0.000 description 1
- 241000222291 Passalora fulva Species 0.000 description 1
- 206010034133 Pathogen resistance Diseases 0.000 description 1
- 240000009164 Petroselinum crispum Species 0.000 description 1
- 101710163504 Phaseolin Proteins 0.000 description 1
- 244000046052 Phaseolus vulgaris Species 0.000 description 1
- 235000010627 Phaseolus vulgaris Nutrition 0.000 description 1
- 108700019535 Phosphoprotein Phosphatases Proteins 0.000 description 1
- 102000045595 Phosphoprotein Phosphatases Human genes 0.000 description 1
- 102000014750 Phosphorylase Kinase Human genes 0.000 description 1
- 108010064071 Phosphorylase Kinase Proteins 0.000 description 1
- IMQLKJBTEOYOSI-UHFFFAOYSA-N Phytic acid Natural products OP(O)(=O)OC1C(OP(O)(O)=O)C(OP(O)(O)=O)C(OP(O)(O)=O)C(OP(O)(O)=O)C1OP(O)(O)=O IMQLKJBTEOYOSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108700001094 Plant Genes Proteins 0.000 description 1
- 108010059820 Polygalacturonase Proteins 0.000 description 1
- 108010068086 Polyubiquitin Proteins 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 241000709992 Potato virus X Species 0.000 description 1
- 241000723762 Potato virus Y Species 0.000 description 1
- 102000001253 Protein Kinase Human genes 0.000 description 1
- 101710188315 Protein X Proteins 0.000 description 1
- 230000004570 RNA-binding Effects 0.000 description 1
- 241000589771 Ralstonia solanacearum Species 0.000 description 1
- 108700008625 Reporter Genes Proteins 0.000 description 1
- 108090000829 Ribosome Inactivating Proteins Proteins 0.000 description 1
- 108010003581 Ribulose-bisphosphate carboxylase Proteins 0.000 description 1
- 241000239226 Scorpiones Species 0.000 description 1
- 241000270295 Serpentes Species 0.000 description 1
- 101100020617 Solanum lycopersicum LAT52 gene Proteins 0.000 description 1
- 101001044900 Solanum tuberosum Proteinase inhibitor 1 Proteins 0.000 description 1
- 238000000944 Soxhlet extraction Methods 0.000 description 1
- 101710154134 Stearoyl-[acyl-carrier-protein] 9-desaturase, chloroplastic Proteins 0.000 description 1
- 241000194017 Streptococcus Species 0.000 description 1
- 241001137869 Streptomyces nitrosporeus Species 0.000 description 1
- 229940100389 Sulfonylurea Drugs 0.000 description 1
- 108010006785 Taq Polymerase Proteins 0.000 description 1
- 108010022394 Threonine synthase Proteins 0.000 description 1
- 241000723873 Tobacco mosaic virus Species 0.000 description 1
- 241000723573 Tobacco rattle virus Species 0.000 description 1
- 108090000340 Transaminases Proteins 0.000 description 1
- 102000003929 Transaminases Human genes 0.000 description 1
- 102000004357 Transferases Human genes 0.000 description 1
- 108090000992 Transferases Proteins 0.000 description 1
- 108090000848 Ubiquitin Proteins 0.000 description 1
- 102000044159 Ubiquitin Human genes 0.000 description 1
- 241000256856 Vespidae Species 0.000 description 1
- 240000004922 Vigna radiata Species 0.000 description 1
- 235000010721 Vigna radiata var radiata Nutrition 0.000 description 1
- 235000011469 Vigna radiata var sublobata Nutrition 0.000 description 1
- 108010003533 Viral Envelope Proteins Proteins 0.000 description 1
- 208000036142 Viral infection Diseases 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 108020002494 acetyltransferase Proteins 0.000 description 1
- 102000005421 acetyltransferase Human genes 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 125000002252 acyl group Chemical group 0.000 description 1
- 108010036419 acyl-(acyl-carrier-protein)desaturase Proteins 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 239000000556 agonist Substances 0.000 description 1
- 230000009418 agronomic effect Effects 0.000 description 1
- 102000004139 alpha-Amylases Human genes 0.000 description 1
- 229940024171 alpha-amylase Drugs 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical group 0.000 description 1
- 229940126575 aminoglycoside Drugs 0.000 description 1
- 239000005557 antagonist Substances 0.000 description 1
- 230000000692 anti-sense effect Effects 0.000 description 1
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 1
- 239000000729 antidote Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 229940097012 bacillus thuringiensis Drugs 0.000 description 1
- 108010051210 beta-Fructofuranosidase Proteins 0.000 description 1
- 108010005774 beta-Galactosidase Proteins 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 108010083912 bleomycin N-acetyltransferase Proteins 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 210000003763 chloroplast Anatomy 0.000 description 1
- 230000014107 chromosome localization Effects 0.000 description 1
- 230000008045 co-localization Effects 0.000 description 1
- 235000021270 cold food Nutrition 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000012136 culture method Methods 0.000 description 1
- 210000000805 cytoplasm Anatomy 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 102000004419 dihydrofolate reductase Human genes 0.000 description 1
- 210000001840 diploid cell Anatomy 0.000 description 1
- 150000002061 ecdysteroids Chemical class 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002532 enzyme inhibitor Substances 0.000 description 1
- 229940125532 enzyme inhibitor Drugs 0.000 description 1
- 210000003527 eukaryotic cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000029142 excretion Effects 0.000 description 1
- 238000001400 expression cloning Methods 0.000 description 1
- 230000004129 fatty acid metabolism Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 244000053095 fungal pathogen Species 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 238000012248 genetic selection Methods 0.000 description 1
- 229960002518 gentamicin Drugs 0.000 description 1
- 239000003862 glucocorticoid Substances 0.000 description 1
- 230000002414 glycolytic effect Effects 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- 108091008039 hormone receptors Proteins 0.000 description 1
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 108010002685 hygromycin-B kinase Proteins 0.000 description 1
- 239000002596 immunotoxin Substances 0.000 description 1
- 231100000608 immunotoxin Toxicity 0.000 description 1
- 230000002637 immunotoxin Effects 0.000 description 1
- 229940051026 immunotoxin Drugs 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000000749 insecticidal effect Effects 0.000 description 1
- 210000005061 intracellular organelle Anatomy 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 229930014550 juvenile hormone Natural products 0.000 description 1
- 239000002949 juvenile hormone Substances 0.000 description 1
- 150000003633 juvenile hormone derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 108010080576 juvenile hormone esterase Proteins 0.000 description 1
- 229960000318 kanamycin Drugs 0.000 description 1
- 229930027917 kanamycin Natural products 0.000 description 1
- SBUJHOSQTJFQJX-NOAMYHISSA-N kanamycin Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CN)O[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O[C@@H]2[C@@H]([C@@H](N)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)[C@H](N)C[C@@H]1N SBUJHOSQTJFQJX-NOAMYHISSA-N 0.000 description 1
- 229930182823 kanamycin A Natural products 0.000 description 1
- 230000002147 killing effect Effects 0.000 description 1
- 239000002523 lectin Substances 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 229940049918 linoleate Drugs 0.000 description 1
- 230000002366 lipolytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002502 liposome Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 210000001161 mammalian embryo Anatomy 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 235000012054 meals Nutrition 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000007102 metabolic function Effects 0.000 description 1
- 150000004702 methyl esters Chemical class 0.000 description 1
- 210000003470 mitochondria Anatomy 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000001823 molecular biology technique Methods 0.000 description 1
- 239000003068 molecular probe Substances 0.000 description 1
- 235000002577 monoterpenes Nutrition 0.000 description 1
- 239000003471 mutagenic agent Substances 0.000 description 1
- 231100000707 mutagenic chemical Toxicity 0.000 description 1
- 230000003505 mutagenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002581 neurotoxin Substances 0.000 description 1
- 231100000618 neurotoxin Toxicity 0.000 description 1
- 210000004940 nucleus Anatomy 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 150000002943 palmitic acids Chemical class 0.000 description 1
- 244000045947 parasite Species 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 235000011197 perejil Nutrition 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 210000002824 peroxisome Anatomy 0.000 description 1
- 150000002995 phenylpropanoid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000003016 pheromone Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 108010050430 phosphoglycolate phosphatase Proteins 0.000 description 1
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 description 1
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 description 1
- 230000035479 physiological effects, processes and functions Effects 0.000 description 1
- 229940068041 phytic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000000467 phytic acid Substances 0.000 description 1
- 238000004161 plant tissue culture Methods 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 1
- 229920003205 poly(diphenylsiloxane) Polymers 0.000 description 1
- -1 polymerase Proteins 0.000 description 1
- 102000054765 polymorphisms of proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010055896 polyornithine Proteins 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 230000004481 post-translational protein modification Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 210000001236 prokaryotic cell Anatomy 0.000 description 1
- 235000019419 proteases Nutrition 0.000 description 1
- 108060006633 protein kinase Proteins 0.000 description 1
- 230000020978 protein processing Effects 0.000 description 1
- 238000001243 protein synthesis Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 230000035807 sensation Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000002864 sequence alignment Methods 0.000 description 1
- 229930004725 sesquiterpene Natural products 0.000 description 1
- 150000004354 sesquiterpene derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 238000002741 site-directed mutagenesis Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 230000007928 solubilization Effects 0.000 description 1
- 238000005063 solubilization Methods 0.000 description 1
- 210000001082 somatic cell Anatomy 0.000 description 1
- 125000004079 stearyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000003270 steroid hormone Substances 0.000 description 1
- 150000003431 steroids Chemical class 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 108010008664 streptomycin 3''-kinase Proteins 0.000 description 1
- YROXIXLRRCOBKF-UHFFFAOYSA-N sulfonylurea Chemical class OC(=N)N=S(=O)=O YROXIXLRRCOBKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108700020534 tetracycline resistance-encoding transposon repressor Proteins 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 239000003053 toxin Substances 0.000 description 1
- 231100000765 toxin Toxicity 0.000 description 1
- 230000002103 transcriptional effect Effects 0.000 description 1
- 230000014616 translation Effects 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
- 241000701447 unidentified baculovirus Species 0.000 description 1
- 241001478887 unidentified soil bacteria Species 0.000 description 1
- 210000003934 vacuole Anatomy 0.000 description 1
- 230000002792 vascular Effects 0.000 description 1
- 210000005167 vascular cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000009385 viral infection Effects 0.000 description 1
- 108091009357 vitamin binding proteins Proteins 0.000 description 1
- 102000028728 vitamin binding proteins Human genes 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01H—NEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
- A01H6/00—Angiosperms, i.e. flowering plants, characterised by their botanic taxonomy
- A01H6/14—Asteraceae or Compositae, e.g. safflower, sunflower, artichoke or lettuce
- A01H6/1464—Helianthus annuus [sunflower]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01H—NEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
- A01H1/00—Processes for modifying genotypes ; Plants characterised by associated natural traits
- A01H1/02—Methods or apparatus for hybridisation; Artificial pollination ; Fertility
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01H—NEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
- A01H5/00—Angiosperms, i.e. flowering plants, characterised by their plant parts; Angiosperms characterised otherwise than by their botanic taxonomy
- A01H5/10—Seeds
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23D—EDIBLE OILS OR FATS, e.g. MARGARINES, SHORTENINGS, COOKING OILS
- A23D7/00—Edible oil or fat compositions containing an aqueous phase, e.g. margarines
- A23D7/02—Edible oil or fat compositions containing an aqueous phase, e.g. margarines characterised by the production or working-up
- A23D7/04—Working-up
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
- A23L33/00—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
- A23L33/10—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof using additives
- A23L33/115—Fatty acids or derivatives thereof; Fats or oils
- A23L33/12—Fatty acids or derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
- C12N15/63—Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
- C12N15/79—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
- C12N15/82—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6876—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
- C12Q1/6888—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms
- C12Q1/6895—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms for plants, fungi or algae
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
- A23V2002/00—Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs
Abstract
Изобретение относится к области биохимии, в частности к маслу из семян элитного сорта подсолнечника, имеющему профиль жирных кислот, включающий 3% или меньше общего содержания взятых вместе пальмитиновой кислоты (16:0) и стеариновой кислоты (18:0). Изобретение позволяет снизить уровень плазматического холестерина, причины коронарной болезни сердца. 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 6 табл., 5 пр.
Description
ИСПРАШИВАНИЕ ПРИОРИТЕТА
По этой заявке испрашивается приоритет по дате подачи временной заявки на патент США с серийным номером 61/015591, поданной 20 декабря 2007 года.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к новым и отличающимся растениям подсолнечника, дающим семена с низким содержанием насыщенных жиров и, необязательно, высоким содержанием линолевой кислоты, а также к соответствующим способам. Настоящее изобретение дополнительно относится к не модифицированным генетически, немутированным растениям подсолнечника, имеющим устойчивость к глифосату, и соответствующим способам.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Культивируемый подсолнечник (Helianthus annuus L.) является основным мировым источником растительного масла. В Соединенных Штатах Америки приблизительно 4 миллиона акров ежегодно засеваются подсолнечником, преимущественно в Дакоте и Миннесоте.
Очень быстрое увеличение количества засеваемых подсолнечником акров за последнее десятилетие в Соединенных Штатах Америки частично является следствием нескольких важных разработок в области селекции подсолнечника и улучшения сортов. Одной из важных разработок было открытие цитоплазматической мужской стерильности и генов для восстановления фертильности, которое позволило получение гибридных растений подсолнечника. Полученные таким образом гибриды были введены в культуру в начале 1970-х годов.
Описание цитоплазматической мужской стерильности (ЦМС) и генетическое восстановление фертильности у подсолнечника представлено в Fick, «Breeding and Genetics» в Sunflower Science and Technology 279-338 (J.F. Carter ed. 1978).
Масло подсолнечника состоит в основном из пальмитиновой (16:0), стеариновой (18:0), олеиновой (18:1), линолевой (18:2) и линоленовой (18:3) кислот. Хотя в растениях присутствуют другие необычные жирные кислоты, пальмитиновая, стеариновая, олеиновая, линолевая и линоленовая кислоты составляют примерно 88% жирных кислот, присутствующих в мировом производстве растительных масел. (J.L. Harwood, Plant Acyl Lipids: Structure, Distribution and Analysis, 4 Lipids: Structure and Function, P.K. Stumpf and E.E. Conn ed. (1988)). Пальмитиновая и стеариновая кислоты являются насыщенными жирными кислотами, которые, как было показано в некоторых исследованиях, вносят вклад в увеличение уровня плазматического холестерина, причины коронарной болезни сердца. Согласно последним исследованиям растительные масла с высоким содержанием ненасыщенных жирных кислот, таких как олеиновая и линолевая кислоты, могут обладать способностью снижать уровень плазматического холестерина. Насыщенные жирные кислоты также в общем имеют более высокие точки плавления относительно ненасыщенных жирных кислот с таким же числом атомов углерода, что вносит вклад в проблему устойчивости к холоду продуктов питания и может вносить вклад в ощущение воска или жира во рту в ходе приема пищи. Также известно, что пищевые продукты, изготовленные из жиров и масел, имеющих меньше примерно 3% насыщенных жиров будут обычно содержать меньше 0,5 грамма насыщенных жиров на порцию, и в результате при существующих нормативах маркировки могут быть маркированы, как «не содержащие насыщенных жиров». Следовательно, по ряду причин желательно получать масло подсолнечника с низким содержанием пальмитиновой и стеариновой кислот и высоким содержанием олеиновой или линолевой кислот.
Выведение любой новой желательной растительной зародышевой плазмы состоит из ряда стадий. Селекция растений начинается с анализа и определения проблем и недостатков имеющейся в наличии зародышевой плазмы, установления целей программы и определения конкретных задач скрещивания. Следующей стадией является отбор зародышевой плазмы, обладающей признаками, удовлетворяющими целям программы. Целью является объединение в одном сорте улучшенной комбинации желательных признаков из родительской зародышевой плазмы. Эти важные признаки могут включать высокий выход семян, резистентность к болезням и насекомым, более крепкие стебли и корни, переносимость засухи и жары, и более хорошее агротехническое качество.
Выбор способов селекции и отбора зависит от способа репродукции растения, способности наследовать улучшаемый признак (признаки) и типа используемого в коммерческих целях культивируемого сорта (например, F1-гибрид, чистая линия и т.д.). Для высоконаследуемых признаков будет эффективен выбор превосходных индивидуальных растений, оцениваемых в одном месте, в то время как для признаков с низкой наследуемостью отбор должен быть основан на средних величинах, полученных из повторных оценок семейств родственных растений. Популярные способы селекции обычно включают выведение чистых линий, модифицированное выведение чистых линий, массовый отбор и рекуррентный отбор.
Сложный характер наследования влияет на выбор способа селекции. Возвратное скрещивание используют для переноса одного или нескольких благоприятных генов для высоконаследуемого признака в желаемый культивируемый сорт. Этот подход широко используется для селекции устойчивых к болезням культивируемых сортов. Для улучшения количественно наследуемых признаков, контролируемых рядом генов, используют различные методики рекуррентного отбора. Применение рекуррентного отбора у самоопыляющихся сельскохозяйственных культур зависит от легкости опыления, частоты возникновения успешных гибридов от каждого опыления и числа гибридных потомков от каждого успешного скрещивания.
Каждая программа селекции должна включать периодическую объективную оценку эффективности процедуры селекции. Критерии оценки варьируют в зависимости от цели и задач, но должны включать отдачу от отбора за год, исходя из сравнения с соответствующим стандартом, общую ценность усовершенствованных выводимых линий и ряд успешных культивируемых сортов, полученных на единицу на входе (например, в год, на единицу затраченных денежных средств и т.д.).
Перспективные усовершенствованные выводимые линии тщательно тестируют и сравнивают с соответствующими стандартами в условиях окружающей среды, соответствующих коммерческой целевой площади (площадям) в течение трех или более лет. Лучшие линии являются кандидатами для новых коммерческих культивируемых сортов; те, у которых отсутствуют небольшое количество признаков, можно использовать в качестве родительских растений для получения новых популяций для дополнительного отбора.
Эти процессы, которые приводят к конечной стадии продажи и распространения, обычно занимают от восьми до двенадцати лет от начала проведения первого скрещивания. Поэтому выведение новых культивируемых сортов представляет собой длительный процесс, требующий точного долгосрочного планирования, эффективного использования ресурсов и минимального изменения направления.
Наиболее трудной задачей является идентификация индивидуальных растений, которые обладают превосходством на генетическом уровне, поскольку для большинства признаков действительно ценный генотип замаскирован другими соединенными признаками растения или факторами окружающей среды. Одним способом идентификации превосходящего растения является наблюдение за его характеристиками относительно других экспериментальных растений и относительно широко распространенного стандартного культивируемого сорта. Если невозможно сделать выводы по одному наблюдению, то повторные наблюдения обеспечивают лучшую оценку его генетической ценности.
Целью селекции растений является создание новых, уникальных и улучшенных культивируемых сортов и гибридов подсолнечника. Селекционер первоначально отбирает и скрещивает две или несколько родительских линий с последующими повторными самоопылением и отбором, получая множество новых генетических комбинаций. Теоретически селекционер может генерировать миллиарды различных генетических комбинаций с помощью скрещивания, самоопыления и мутаций. Селекционер не имеет прямого контроля на клеточном уровне. Поэтому два селекционера никогда не выведут одинаковую линию или даже очень похожие линии, имеющие одинаковые признаки подсолнечника.
Каждый год селекционер растений отбирает зародышевую плазму для совершенствования следующего поколения. Эту зародышевую плазму выращивают при уникальных и отличающихся географических, климатических и почвенных условиях, а затем проводится дополнительный отбор в течение и в конце вегетационного периода. Выводимые культивируемые сорта являются непредсказуемыми. Непредсказуемость является следствием отбора селекционером, который происходит в уникальном природном окружении без контроля на уровне ДНК (с использованием традиционных процедур скрещивания) и с генерируемыми миллионами различных возможных генетических комбинаций. Обычный селекционер при создании линий не может предсказать полученные конечные линии, кроме как в очень приблизительной и общей форме. Один и тот же селекционер не может получить один и тот же культивируемый сорт дважды, используя точно такие же исходные родительские растения и одинаковые методики отбора. Эта непредсказуемость приводит к расходованию большого количества средств на исследования для выведения новых лучших культивируемых сортов подсолнечника.
Выведение новых культивируемых сортов подсолнечника требует выведения и отбора сортов подсолнечника, скрещивания этих сортов и отбора лучших гибридов при скрещивании. Гибридные семена получают ручным скрещиванием отобранных родительских растений с фертильными мужскими растениями или используя системы мужской стерильности. Эти гибриды отбирают по некоторым одногенным признакам, таким как цвет стручков, цвет цветков, цвет опушения или резистентность к гербицидам, которые указывают на то, что семя действительно является гибридным. Дополнительные данные по родительским линями, а также фенотип гибрида влияют на решение селекционера о том, стоит ли продолжать работу с конкретным гибридом.
Для выведения культивируемых сортов из скрещиваемых популяций используют способы селекции - выведение чистых линий и рекуррентный отбор. Программы скрещивания объединяют желаемые признаки из двух или нескольких культивируемых сортов или различных разрозненных источников в селекционные пулы, из которых выводят культивируемые сорта самоопылением и отбором желаемых фенотипов. Новые культивируемые сорта оценивают для определения их коммерческого потенциала.
Выведение чистых линий обычно используют для улучшения самоопыляющихся сельскохозяйственных культур. Две родительских линии, которые обладают благоприятными взаимодополняющими признаками, скрещивают получая F1. Популяцию F2 получают самоопылением одного или нескольких F1. Отбор лучших индивидуумов можно начинать на популяции F2; затем, начиная с F3, отбирают лучших индивидуумов в лучших семействах. Для улучшения эффективности отбора по признакам с низким наследованием повторное тестирование семейств можно начинать с поколения F4. На поздних стадиях инбридинга (а именно F6 и F7) лучшие линии или смеси фенотипически похожих линий тестируют на возможное применение в качестве новых культивируемых сортов.
Массовый и рекуррентный отбор можно использовать для улучшения популяций либо само-, либо перекрестно-опыляющихся сельскохозяйственных культур. Генетически вариабельная популяция гетерозиготных индивидуумов либо идентифицируется, либо создается перекрестным скрещиванием нескольких различных родителей. Лучшие растения отбирают, исходя из индивидуального превосходства, выдающегося потомства или прекрасной комбинационной способности. Проводят перекрестное скрещивание отобранных растений для получения новой популяции, с которой продолжают дополнительные циклы отбора.
Возвратное скрещивание используют для переноса генов для просто и высоконаследуемого признака в желаемый гомозиготный культивируемый сорт или инбредную линию, которые являются рекуррентными родителями. Источник признака, который необходимо перенести, называется донорным родителем. Ожидается, что полученное растение будет иметь характеристики рекуррентного родителя (например, культивируемого сорта) и желаемый признак, перенесенный из донорного родителя. После первоначального скрещивания отбирают индивидуумов, обладающих фенотипом донорного родителя, и повторно скрещивают (возвратное скрещивание) с рекуррентным родителем. Ожидается, что полученное растение будет иметь характеристики рекуррентного родителя (например, культивируемого сорта) и желаемый признак, перенесенный из донорного родителя.
Метод поколения одного семени в строгом смысле относится к высеванию расщепляющейся популяции, сбору образцов по одному семени на растение и использования этого образца для высевания следующего поколения. Когда популяция продвинется от F2 до желательного уровня инбридинга, каждое из растений, из которых получены линии, можно отследить до различных F2-индивидуумов. Число растений в популяции снижается в каждом поколении вследствие неспособности некоторых семян к прорастанию или некоторых растений к продукции по меньшей мере одного семени. В результате не все растения F2, исходно представленные в популяции, будут представлены потомством при завершении процесса улучшения поколения.
В многосеменном методе селекционеры подсолнечника обычно собирают семена из каждого растения в популяции и обмолачивают вместе, получая несортированный материал. Часть материала используют для посева следующего поколения, а часть оставляют на хранение. Метод именуется модифицированным методом поколения одного семени.
Многосеменной метод используют для экономии труда при сборе семян. Значительно быстрее удалять семена машинным способом, чем удалять одно семя из каждого растения вручную в случая односеменного метода. Многосеменной метод также делает возможным высевать одинаковое число семян популяции каждого поколения инбридинга. Собирается достаточное число семян, чтобы скомпенсировать влияние тех растений, которые не прорастают или не дают семян.
Описание других способов селекции, обычно используемых для различных признаков и сельскохозяйственных культур, можно найти в одном из нескольких справочных источников (например, Allard, 1960; Simmonds, 1979; Sneep et al., 1979; Fehr, 1987).
Правильное тестирование должно детектировать основные недостатки и уровень превосходства или улучшения над существующими культивируемыми сортами. В дополнение к демонстрации улучшенных характеристик должен существовать спрос на новый культивируемый сорт, который совместим с промышленными стандартами или который создает новый рынок. Введение нового культивируемого сорта может внести дополнительные затраты производителю семян, производителю растений, переработчику и потребителю из-за специальной рекламы и продаж измененных семян и технологий коммерческого производства и использования нового продукта. В тестировании, предшествующем выпуску нового культивируемого сорта, следует учитывать затраты на исследование и выведение, а также техническое превосходство конечного культивируемого сорта. Для размножаемых семенами культивируемых сортов должно быть возможном легкое и экономичное производство семян.
Подсолнечник, Helianthus annuus L., является важной и ценной полевой сельскохозяйственной культурой. Поэтому постоянной целью селекционеров растений является выведение стабильных высокоурожайных культивируемых сортов подсолнечника, которые являются агротехнически устойчивыми. Текущей целью является максимизация количества семян, полученных с используемой площади, и снабжение питанием как животных, так и человека. Для достижения этой цели селекционер подсолнечника должен отбирать и выводить растения подсолнечника, имеющие признаки, которые дают в результате лучшие культивируемые сорта.
Предполагается, что нижеследующие примеры из данной области техники и связанные с ними ограничения являются иллюстративными, а не исключающими. Другие ограничения области техники будут очевидны специалистам в данной области при прочтении спецификации.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Следующие варианты осуществления изобретения описаны совместно с системами, инструментами и способами, которые подразумеваются типовыми и иллюстративными и не ограничивают объем изобретения. В различных вариантах осуществления изобретения одна или несколько из вышеописанных проблем уменьшаются или устраняются, в то время как другие варианты осуществления направлены на другие усовершенствования.
Изобретение относится к новому растению подсолнечника, дающему семена, имеющие низкое содержание насыщенных жиров. Частично это изобретение относится к семенам подсолнечника, имеющим низкое содержание насыщенных жиров, к растениям или частям растений подсолнечника, дающим семена, имеющие низкое содержание насыщенных жиров, и к способам получения растения подсолнечника, полученного скрещиванием растений подсолнечника, дающим семена с низким содержанием насыщенных жиров, самих с собой или с другим культивируемым сортом подсолнечника, и к созданию с помощью мутагенеза или трансформации вариантов растений подсолнечника, дающих семена с низким содержанием насыщенных жиров.
Аспекты изобретения относятся к новым растениям подсолнечника, дающим семена с низким содержанием насыщенных жиров и высоким содержанием линолевой кислоты. Это изобретение частично относится к семенам подсолнечника, имеющим низкое содержание насыщенных жиров и высокое содержание линолевой кислоты, к растениям или частям растений подсолнечника, дающим семена с низким содержанием насыщенных жиров и высоким содержанием линолевой кислоты, и к способам получения растения подсолнечника, полученного скрещиванием растений подсолнечника, дающим семена с низким содержанием насыщенных жиров и высоким содержанием линолевой кислоты, самих с собой или с другим культивируемым сортом подсолнечника, и к созданию с помощью мутагенеза или трансформации вариантов растений подсолнечника, дающих семена с низким содержанием насыщенных жиров и высоким содержанием линолевой кислоты.
Примеры семян, имеющих низкое содержание насыщенных жиров включают, но не ограничены этим, семена, имеющие примерно 2,8% или меньше, примерно 2,9% или меньше, примерно 3% или меньше, примерно 3,1% или меньше, примерно 3,2% или меньше или примерно 3,3% или меньше общего содержания вместе взятых пальмитиновой кислоты (16:0) и стеариновой кислоты (18:0).
Примеры семян, имеющих низкое содержание насыщенных жиров и высокое содержание линолевой кислоты (18:2), включают, но не ограничены этим, семена, имеющие примерно 4,1% или меньше, примерно 5% или меньше, примерно 6% или меньше, примерно 7% или меньше, примерно 8% или меньше, примерно 9% или меньше, примерно 10% или меньше, примерно 11% или меньше или примерно 12% или меньше общего содержания вместе взятых пальмитиновой кислоты (16:0) и стеариновой кислоты (18:0) и имеющие примерно 15%, примерно 20%, примерно 25%, примерно 30%, примерно 35%, примерно 40%, примерно 45%, примерно 50%, примерно 55%, примерно 60%, примерно 65%, примерно 70%, или примерно 74%, или больше линолевой кислоты (18:2).
Поэтому любые такие способы с использованием частей подсолнечника, которые дают семена, имеющие низкое содержание насыщенного жира и, необязательно, высокое содержание линолевой кислоты, являются частью этого изобретения (например, самоопыление, возвратное скрещивание, получение гибридов, скрещивание с популяциями и т.п.). Все растения, полученные с использованием растений, дающих семена, имеющих в качестве родителя растение с низким содержанием насыщенных жиров и, необязательно, высоким содержанием линолевой кислоты, входят в объем этого изобретения. Предпочтительно растение подсолнечника можно использовать в скрещивании с другими, отличающимися растениями подсолнечника для получения первого поколения (F1) гибридных семян и растений подсолнечника с улучшенными характеристиками.
В другом аспекте настоящее изобретение относится к измененым по одному или множеству генов растениям подсолнечника, дающим семена с низким содержанием насыщенных жиров и, необязательно, высоким содержанием линолевой кислоты. Перенесенный ген (гены) может, предпочтительно, быть доминантным или рецессивным аллелем. Перенесенный ген (гены) может придавать такие признаки, как резистентность к гербицидам, резистентность к насекомым, резистентность к бактериальным, грибковыми или вирусным заболеваниям, мужская фертильность, мужская стерильность, улучшенные питательные качества и промышленная применимость. Ген может представлять собой природный ген подсолнечника или трансген, введенный с помощью генно-инженерных методик.
В другом аспекте настоящее изобретение относится к регенерируемым клеткам для использования в культуре тканей растений подсолнечника, дающих семена, имеющие низкое содержание насыщенных жиров и, необязательно, высокое содержание линолевой кислоты. Культура тканей может быть способна к регенерации растений, имеющих физиологические и морфологические характеристики вышеупомянутого растения подсолнечника, дающего семена, имеющих низкое содержание насыщенных жиров и, необязательно, высокое содержание линолевой кислоты, и к регенерации растений, имеющих по существу такой же генотип, как вышеупомянутое растение подсолнечника. Способные к регенерации клетки в таких культурах тканей могут представлять собой зародыши, протопласты, клетки меристемы, каллюс, пыльцу, листья, пыльники, корни, кончики корней, цветки, семена, стручки или стебли. Кроме того, настоящее изобретение относится к растениям подсолнечника, регенерированным из культур тканей по изобретению.
В другом аспекте настоящее изобретение относится к способу введения желаемого признака в растения подсолнечника, дающих семена, имеющие низкое содержание насыщенных жиров и, необязательно, высокое содержание линолевой кислоты, причем способ включает: скрещивание растения подсолнечника, дающего семена, имеющие низкое содержание насыщенных жиров и, необязательно, высокое содержание линолевой кислоты, с растением другого культивируемого сорта подсолнечника (который содержит желаемый признак) для получения потомства F1, причем желаемый признак выбран из группы, состоящей из мужской стерильности, резистентности к гербицидам, резистентности к насекомым и резистентности к бактериальному заболеванию, грибковому заболеванию или вирусному заболеванию; отбор одного или нескольких растений из потомства, которые имеют желаемый признак, для получения отбираемых растений потомства; скрещивание отбираемых растений потомства с растениями подсолнечника, дающими семена, имеющие низкое содержание насыщенных жиров и, необязательно, высокое содержание линолевой кислоты, для получения растений потомства от возвратного скрещивания; отбор растений потомства от возвратного скрещивания, которые имеет желаемый признак и физиологические и морфологические характеристики растений подсолнечника, дающих семена, имеющие низкое содержание насыщенных жиров и, необязательно, высокое содержание линолевой кислоты, для получения отобираемых растений потомства при возвратном скрещивании; и повторение этих стадий для получения отбираемых растений первого поколения или следующих поколений потомства при возвратном скрещивании, которые содержат желаемый признак и все физиологические и морфологические характеристики растений подсолнечника, дающих семена, имеющие низкое содержание насыщенных жиров и, необязательно, высокое содержание линолевой кислоты.
В дополнение к типовым аспектам и вариантам осуществления изобретения, описанным выше, при изучении следующих описаний будут очевидны дополнительные аспекты и варианты осуществления.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг.1 показано детальное картирование QTL (локусов количественных признаков) низкого содержания стеариновой кислоты в интервале НА1875-НА1865 хромосомы LG17 (А: карты LG17 с новыми маркерами и В: детальное картирование низкого содержания стеариновой кислоты в интервале НА1875-ORS565).
На фиг.2 показано выравнивание последовательностей гена KASII-2 из двух родительских линий, на котором показаны SNP и вставки и делеции (идентификационные номера (ID): 333.1 (SEQ ID NO:38) и 333.2 (SEQ ID NO:39) представляют клоны из ампликонов OND163R, а 332.4 (SEQ ID NO:40) и 332.5 (SEQ ID NO:41) из ампликонов H280R[1]/687R-1-8-1).
На фиг.3 показана колокализация QTL низкого содержания пальмитиновой кислоты (А) и гена жирных кислот KASIII-2 (B) на LG 5.
СПОСОБЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В нижеследующих описании и таблицах используется ряд терминов. Для ясного и единого понимания спецификации и формулы изобретения, включая объем изобретения, обеспечиваемый этими терминами, приведены следующие определения:
Аллель. Аллель представляет собой любую одну или несколько альтернативных форм гена, которые все относятся к одному признаку или характеристике. В диплоидной клетке или организме, две аллели данного гена занимают соответствующие локусы на паре гомологичных хромосом.
Возвратное скрещивание. Возвратным скрещиванием является процесс, в котором селекционер повторно скрещивает гибридное потомство с одним из родителей, например, гибрид первого поколения F1 с одним из родительских генотипов гибрида F1.
Элитный подсолнечник. Культивируемый сорт подсолнечника, который был получен стабильным по некоторым коммерчески важным агротехническим признакам, включающим стабильный выход, составляющий примерно 100% или выше, относительно выхода контрольных сортов в той же местности в то же время и при тех же условиях. В одном варианте осуществления «элитный подсолнечник» обозначает культивируемый сорт подсолнечника, который был получен стабильным по некоторым коммерчески важным агротехническим признакам, включающим стабильный выход, составляющий примерно 110% или выше, относительно выхода контрольных сортов в той же местности в то же время и при тех же условиях. В другом варианте осуществления «элитный подсолнечник» обозначает культивируемый сорт подсолнечника, который был получен стабильным по некоторым коммерчески важным агротехническим признакам, включающим стабильный выход, составляющий примерно 115% или выше, относительно выхода контрольных сортов в той же местности в то же время и при тех же условиях.
Зародыш. Зародышем является маленькое растение, которое содержится в зрелом семени.
FAME-анализ. FAME-анализ (анализ метиловых эфиров жирных кислот) представляет собой способ, позволяющих точное количественное определение жирных кислот, которые составляют классы сложных липидов.
Имидазолиноновая резистентность (Imi). Резистентность и/или толерантность, придаваемая одним или несколькими генами, которые изменяют ацетолактат-синтетазу (ALS), также известную как синтетаза ацетогидроксикислот (AHAS), что позволяет ферменту сопротивляться действию имидазолинона.
Мутагенез. Мутагенез относится к мутагенезу растения или части растения с использованием мутагена (например, химического или физического агента, который увеличивает частоту мутаций в целевом растении или части растения). В качестве неограничивающего примера для получения мутантных аллелей в эндогенных генах растений можно использовать методику двойного химического мутагенеза по Konzak, описанную в патенте США № 6696294.
Содержание масла. Его измеряют как процент от целых высушенных семян, и оно отличается для различных сортов. Его можно определить с использованием различных аналитических методик, таких как ЯМР, NIR (отражения в ближнем ИК-диапазоне) и экстракция по Сокслету.
Общее процентное соотношение жирных кислот. Его определяют, экстрагируя из семени образец масла, получая метиловые эфиры жирных кислот, присутствующих в этом образце масла, и анализируя соотношения различных жирных кислот в образце с помощью газовой хроматографии. Композиция жирных кислот также может служить отличительной характеристикой сорта.
Измененный (изменение) по одному гену. Измененное по одному гену растение относится к растениям, которые были выведены с помощью методики селекции растений, называемой возвратным скрещиванием, или методами генной инженерии, в котором восстановлены практически все из желаемых морфологических и физиологических характеристик сорта в дополнение к перенесенному в сорт одному гену с помощью возвратного скрещивания или генной инженерии.
Стабилизированный. Воспроизводимо передаваемый из одного поколения в другое поколение инбредных растений одного сорта.
Общее количество насыщенных жиров (TOTSAT). Общее процентное содержание масла из насыщенных жиров в семени, включая C12:0, C14:0, C16:0, C18:0, C20:0, C22:0 и C24:0.
По одному конкретному варианту осуществления изобретение относится к новому растению подсолнечника, дающему семена, имеющие низкое содержание насыщенных жиров. Этот вариант осуществления относится к семенам подсолнечника, имеющим низкое содержание насыщенных жиров, к растениям или частям растений подсолнечника, дающим семена, имеющие низкое содержание насыщенных жиров, и к способам получения растения подсолнечника, полученного скрещиванием растения подсолнечника, дающего семена с низким содержанием насыщенных жиров, самих с собой или с другим культивируемым сортом подсолнечника, и к созданию вариантов мутагенезом или трансформацией растений подсолнечника, дающих семена с низким содержанием насыщенных жиров.
Другие аспекты изобретения относятся к новым растениям подсолнечника, дающим семена с низким содержанием насыщенных жиров и высоким содержанием линолевой кислоты. Этот вариант осуществления изобретения относится к семенам подсолнечника, имеющим низкое содержание насыщенных жиров и высокое содержание линолевой кислоты, к растениям или частям растений подсолнечника, дающим семена с низким содержанием насыщенных жиров и высоким содержанием линолевой кислоты, и к способам получения растения подсолнечника, полученного скрещиванием растений подсолнечника, дающих семена с низким содержанием насыщенных жиров и высоким содержанием линолевой кислоты, самих с собой или с другим культивируемым сортом подсолнечника, и к созданию вариантов мутагенезом или трансформацией растений подсолнечника, дающих семена с низким содержанием насыщенных жиров и высоким содержанием линолевой кислоты.
Примеры семян, имеющих низкое содержание насыщенных жиров включают, но не ограничены этим, семена, имеющие общее содержание вместе взятых пальмитиновой кислоты (16:0) и стеариновой кислоты (18:0) примерно 2,8% или меньше, примерно 2,9% или меньше, примерно 3% или меньше, примерно 3,1% или меньше, примерно 3,2% или меньше или примерно 3,3% или меньше.
Примеры семян, имеющих низкое содержание насыщенных жиров и высокое содержание линолевой кислоты (18:2), включают, но не ограничены этим, семена, имеющие общее содержание вместе взятых пальмитиновой кислоты (16:0) и стеариновой кислоты (18:0) примерно 6% или меньше, примерно 4,1% или меньше, примерно 5% или меньше, примерно 6% или меньше, примерно 7% или меньше, примерно 8% или меньше, примерно 9% или меньше, примерно 10% или меньше, примерно 11% или меньше или примерно 12% или меньше, и имеющие примерно 15%, примерно 20%, примерно 25%, примерно 30%, примерно 35%, примерно 40%, примерно 45%, примерно 50%, примерно 55%, примерно 60%, примерно 65%, примерно 70% или примерно 74% или больше линолевой кислоты (18:2).
Поэтому любые такие способы с использованием растений подсолнечника, которые дают семена, имеющие низкое содержание насыщенного жира и, необязательно, высокое содержание линолевой кислоты, являются частью этого изобретения (например, самоопыление, возвратное скрещивание, получение гибридов, скрещивание с популяциями и т.п.). Все растения, полученные с использованием растений, которые дают семена, имеющие низкое содержание насыщенных жиров и, необязательно, высокое содержание линолевой кислоты, входят в объем этого изобретения. Предпочтительно, растение подсолнечника можно использовать в скрещивании с другими, отличающимся растениями подсолнечника для получения семян и растений гибридов подсолнечника первого поколения (F1) с улучшенными характеристиками.
В другом аспекте настоящее изобретение относится к измененым по одному или множеству генов растениям подсолнечника, дающим семена, имеющие низкое содержание насыщенных жиров и, необязательно, высокое содержание линолевой кислоты. Перенесенный ген (гены) может, предпочтительно, быть доминантным или рецессивным аллелем. Перенесенный ген (гены) может придавать такие признаки, как резистентность к гербицидам, резистентность к насекомым, бактериальную резистентность, грибковую резистентность или резистентность к вирусным заболеваниям, мужская фертильность, мужская стерильность, улучшенные питательные качества и промышленная применимость. Ген может представлять собой природный ген подсолнечника или трансген, введенный с помощью генно-инженерных методик.
В другом аспекте настоящее изобретение относится к регенерируемым клеткам для использования в культуре тканей растений подсолнечника, дающих семена, имеющие низкое содержание насыщенных жиров и, необязательно, высокое содержание линолевой кислоты. Культура тканей может быть способна к регенерации растений, имеющих физиологические и морфологические характеристики вышеупомянутого растения подсолнечника, дающего семена, имеющих низкое содержание насыщенных жиров и, необязательно, высокое содержание линолевой кислоты, и к регенерации растений, имеющих по существу такой же генотип, как вышеупомянутое растение подсолнечника. Способные к регенерации клетки в таких культурах тканей могут представлять собой зародыши, протопласты, клетки меристемы, каллюс, пыльцу, листья, пыльники, корни, кончики корней, цветки, семена, стручки или стебли. Кроме того, настоящее изобретение относится к растениям подсолнечника, регенерированным из культур тканей по изобретению.
В другом аспекте настоящее изобретение относится к способу введения желаемого признака в растения подсолнечника, дающие семена, имеющие низкое содержание насыщенных жиров и, необязательно, высокое содержание линолевой кислоты, причем способ включает: скрещивание растения подсолнечника, дающего семена, имеющие низкое содержание насыщенных жиров и, необязательно, высокое содержание линолевой кислоты, с растением другого культивируемого сорта подсолнечника, которое содержит желаемый признак, для получения потомства F1, причем желаемый признак выбран из группы, состоящей из мужской стерильности, резистентности к гербицидам, резистентности к насекомым и резистентности к бактериальному заболеванию, грибковому заболеванию или вирусному заболеванию; отбор одного или нескольких растений из потомства, которые имеют желаемый признак, для получения отбираемых растений потомства; скрещивание отбираемых растений потомства с растениями подсолнечника, дающими семена, имеющие низкое содержание насыщенных жиров и, необязательно, высокое содержание линолевой кислоты, для получения растений потомства от возвратного скрещивания; отбор растений потомства от возвратного скрещивания, которые имеют желаемый признак и физиологические и морфологические характеристики растений подсолнечника, дающих семена, имеющие низкое содержание насыщенных жиров и, необязательно, высокое содержание линолевой кислоты, для получения отбираемых растений потомства от возвратного скрещивания; и повтор этих стадий для получения отбираемых растений первого поколения или следующих поколений потомства от возвратного скрещивания, которые содержат желаемый признак и все физиологические и морфологические характеристики растений подсолнечника, дающих семена, имеющие низкое содержание насыщенных жиров и, необязательно, высокое содержание линолевой кислоты.
Пригодные способы включают, но не ограничены этим, экспрессионные векторы, введенные в ткани растения с использованием способа прямого переноса, такого как опосредованная микрочастицами доставка, инъекции ДНК, электропорация и т.п. Экспрессионные векторы можно ввести в ткани растения с помощью опосредованной микрочастицами доставки с использованием устройства Biolistic, трансформацией агробактериями. Предполагается, что растения-трансформанты, полученные с использованием протоплазмы по изобретению, входят в объем этого изобретения.
С приходом методик молекулярной биологии, которые позволяют выделять и характеризовать гены, кодирующихе определенные белковые продукты, ученые в области биологии растений были сильно заинтересованы в изменении генома растений относительно введения и экспрессии чужеродных генов, или дополнительных или модифицированных версий нативных или эндогенных генов (иногда под контролем других промоторов) с целью определенного изменения признаков растения. Такие чужеродные дополнительные и/или модифицированные гены в настоящем описании собирательно именуются «трансгенами». За последние пятнадцать-двадцать лет были разработаны несколько способов получения трансгенных растений, и настоящее изобретение в частных вариантах осуществления также относится к трансформированным версиям заявленных в формуле изобретения сорта или культивируемого сорта.
Трансформация растений включает конструирование экспрессионного вектора, который будет функционировать в клетках растений. Такой вектор содержит ДНК, которая включает ген под контролем регуляторного элемента или функционально связанный с ним (например, промотору). Экспрессионный вектор может содержать один или несколько таких функционально связанных комбинаций гена и регуляторного элемента. Вектор (векторы) могут находиться в плазмидной форме, и их можно использовать по одиночке или в комбинации с другими плазмидами для получения трансформированных растений подсолнечника с использованием описанных ниже способов трансформации для включения трансгенов в генетический материал растения (растений) подсолнечника.
Экспрессионные векторы для трансформации подсолнечника: маркерные гены
Экспрессионные векторы включают по меньшей мере один генетический маркер, функционально связанный с регуляторным элементом (например, промотором), который позволяет выделить трансформированные клетки, содержащие маркер, либо отрицательной селекцией (например, ингибированием роста клеток, которые не содержат ген селектируемого маркера), либо положительной селекцией (т.е. скринингом продукта, кодируемого генетическим маркером). В области, связанной с трансформацией, хорошо известно множество часто используемых генов селектируемых маркеров для трансформации растений, и они включают, например, гены, кодирующие ферменты, которые метаболически обезвреживают селективный химический агент, который может представлять собой антибиотик или гербицид, или гены, которые кодируют измененную мишень, не чувствительную к ингибитору. В данной области также известны несколько способов положительной селекции.
Одним часто используемым геном селектируемого маркера для трансформации растений является ген неомицин-фосфотрансферазы II (nptII) под контролем регуляторных сигналов растений, который придает резистентность к канамицину. Смотрите, например, Fraley et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 80:4803 (1983). Другим часто используемым геном селектируемого маркера является ген гигромицин-фосфотрансферазы, который придает резистентность к антибиотику гигромицину. Смотрите, например, Vanden Elzen et al., Plant Mol. Biol., 5:299 (1985).
Дополнительные гены селектируемых маркеров бактериального происхождения, которые придают резистентность к антибиотикам, включают гены гентамицин-ацетилтрансферазы, стрептомицин-фосфотрансферазы, аминогликозид-3'-аденил-трансферазы и детерминанту, определяющую резистентность к блеомицину. Смотрите Hayford et al., Plant Physiol. 86:1216 (1988); Jones et al., Mol. Gen. Genet., 210:86 (1987); Svab et al., Plant Mol. Biol. 14:197 (1990); Hille et al., Plant Mol. Biol. 7:171 (1986). Другие гены селектируемых маркеров придают резистентность к гербицидам, таким как глифосат, глюфозинат или бромоксинил. Смотрите Comai et al., Nature 317:741-744 (1985); Gordon-Kamm et al., Plant Cell 2:603-618 (1990); и Stalker et al., Science 242:419-423 (1988).
Другие гены селектируемых маркеров для трансформации растений имеют небактериальное происхождение. Эти гены включают, например, гены мышиной дигидрофолат-редуктазы, растительной 5-енолпирувилшикимат-3-фосфат-синтазы и растительной ацетолактат-синтазы. Смотрите Eichholtz et al., Somatic Cell Mol. Genet. 13:67 (1987); Shah et al., Science 233:478 (1986); Charest et al., Plant Cell Rep. 8:643 (1990).
Другой класс маркерных генов для трансформации растений требует скрининга предположительно трансформированных растительных клеток вместо прямого генетического отбора трансформированных клеток на резистентность к токсическому веществу, такому как антибиотик. Эти гены особенно полезны для количественной оценки или визуализации пространственной картины экспрессии гена в определенных тканях и часто именуются репортерными генами, поскольку они могут быть слиты с геном или регуляторной последовательностью гена для исследования экспрессии гена. Часто используемые гены для скрининга предположительно трансформированных клеток включают гены β-глюкуронидазы (GUS), β-галактозидазы, люциферазы и хлорамфеникол-ацетил-трансферазы. Смотрите R.A. Jefferson, Plant Mol. Biol. Rep. 5:387 (1987); Teeri et al., EMBO J. 8:343 (1989); Koncz et al., Proc. Natl. Acad. Sci U.S.A. 84:131 (1987); DeBlock et al., EMBO J. 3:1681 (1984).
Не так давно стали доступны способы визуализации активности GUS in vivo, которые не требуют разрушения ткани растений. Molecular Probes publication 2908, Imagene, T.M. Green, p. 1-4 (1993); и Naleway et al., J. Cell Biol. 115:151a (1991). Однако не было доказано, что эти способы визуализации активности GUS in vivo полезны для получения трансформированных клеток вследствие своей низкой чувствительности, высокой фоновой флуоресценции и ограничений, соответствующих с использованием генов люцифераз в качестве селектируемых маркеров.
Позднее в качестве маркера для экспрессии генов в прокариотических и эукариотических клетках использовали ген, кодирующий зеленый флуоресцентный белок (GFP). Смотрите Chalfie et al., Science 263:802 (1994). GFP и мутанты GFP можно использовать в качестве пригодных для скрининга маркеров.
Экспрессионные векторы для трансформации подсолнечника: промоторы
Включенные в экспрессионные векторы гены должны управляться нуклеотидной последовательностью, содержащей регуляторный элемент, например, промотор. В области трансформации в настоящий момент хорошо известны несколько типов промоторов, а также другие регуляторные элементы, которые можно использовать поодиночке или в комбинации с промоторами.
Используемый в настоящем описании термин «промотор» относится к области ДНК, которая расположена выше начала транскрипции (в 5'-области от начала транскрипции), и которая вовлечена в узнавание и связывание РНК-полимеразы и других белков для инициации транскрипции. «Растительным промотором» является промотор, способный инициировать транскрипцию в растительных клетках. Примеры промоторов, деятельность которых зависит от стадии развития, включают промоторы, которые предпочтительно инициируют транскрипцию в определенных тканях, таких как листья, корни, семена, волокна, сосуды ксилемы, трахеиды или склеренхима. Такие промоторы именуются «тканепредпочтительными». Промоторы, которые инициируют транскрипцию только в определенных тканях, именуются «тканеспецифичными». «Промотор, специфичный к типу клеток» преимущественно управляет экспрессией в определенных типах клеток в одном или нескольких органах, например, клетках сосудов в корнях или листьях. «Индуцируемый» промотор представляет собой промотор под контролем окружающей среды. Примеры условий окружающей среды, которые могут воздействовать на транскрипцию под контролем индуцируемых промоторов, включают анаэробные условия или присутствие света. Тканеспецифичные, тканепредпочтительные, специфичные к типу клеток и индуцируемые промоторы составляют класс «неконститутивных» промоторов. «Конститутивным» промотором является промотор, который активен при большинстве условий окружающей среды.
А. Индуцируемые промоторы
Индуцируемый промотор функционально связан с геном для экспрессии в подсолнечнике. Необязательно, индуцируемый промотор функционально связан с нуклеотидной последовательностью, кодирующей сигнальную последовательность, которая функционально связана с геном для экспрессии в подсолнечнике. С индуцируемым промотором скорость транскрипции увеличивается в ответ на индуцирующий агент.
В настоящем изобретении можно использовать любой индуцируемый промотор. Смотрите Ward et al., Plant Mol. Biol. 22:361-366 (1993). Типовые индуцируемые промоторы включают, но не ограничены этим: промоторы из ACEI-системы, которая отвечает на медь (Mett et al., PNAS 90:4567-4571 (1993)); ген In2 из маиса, который отвечает на антидот для бензолсульфонамидных гербицидов (Hershey et al., Mol. Gen. Genetics 227:229-237 (1991); и Gatz et al., Mol. Gen. Genetics 243:32-38 (1994)) и Tet-репрессор из Tn10 (Gatz et al., Mol. Gen. Genetics 227:229-237 (1991)). Особенно предпочтительным индуцируемым промотором является промотор, отвечающий на индуцирующий агент, на который растения в норме не отвечают. Примером индуцируемого промотора является индуцируемый промотор из гена стероидного гормона, транскрипционную активность которого индуцирует глюкокортикостероидный гормон. Schena et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 88:0421 (1991).
Б. Конститутивные промоторы
Конститутивный промотор функционально связан с геном для экспрессии в подсолнечнике или конститутивный промотор функционально связан с нуклеотидной последовательностью, кодирующей сигнальную последовательность, которая функционально связана с геном для экспрессии в подсолнечнике.
В настоящем изобретении можно использовать различные конститутивные промоторы. Типовые конститутивные промоторы включают, но не ограничены этим: промоторы из вирусов растений, такие как промотор 35S из CaMV (Odell et al., Nature 313:810-812 (1985)); промоторы актиновых генов риса (McElroy et al., Plant Cell 2:163-171 (1990)); убиквитиновый промотор (Christensen et al., Plant Mol. Biol. 12:619-632 (1989), и Christensen et al., Plant Mol. Biol. 18:675-689 (1992)); pEMU (Last et al., Theor. Appl. Genet. 81:581-588 (1991)); MAS (Velten et al., EMBO J. 3:2723-2730 (1984)); и промотор гистона Н3 маиса (Lepetit et al., Mol. Gen. Genetics 231:276-285 (1992), и Atanassova et al., Plant Journal 2 (3):291-300 (1992)). ALS-промотор, фрагмент XbaI/NcoI в 5'-области структурного гена ALS3 из Brassica napus (или нуклеотидная последовательность, аналогичная фрагменту XbaI/NcoI), представляет особенно пригодный конститутивный промотор. Смотрите заявку РСТ WO 96/30530.
В. Тканеспецифичные или тканепредпочтительные промоторы
Тканеспецифичный промотор функционально связан с геном для экспрессии в подсолнечнике. Необязательно, тканеспецифичный промотор функционально связан с нуклеотидной последовательностью, кодирующей сигнальную последовательность, которая функционально связана с геном для экспрессии в подсолнечнике. Растения, трансформированные представляющим интерес геном, функционально связанным с тканеспецифичным промотором, могут продуцировать белковый продукт трансгена исключительно или преимущественно в определенной ткани.
В настоящем изобретении можно использовать любой тканеспецифичный или тканепредпочтительный промотор. Типовые тканеспецифичные или тканепредпочтительные промоторы включают, но не ограничены, предпочтительно экспрессирующийся в корнях промотор, такой как промотор гена фазеолина (Murai et al., Science 23:476-482 (1983) и Sengupta-Gopalan et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 82:3320-3324 (1985)); специфично экспрессирующийся в листьях и индуцируемый светом промотор, такой как промотор генов cab или rubisco (Simpson et al., EMBO J. 4(11):2723-2729 (1985) и Timko et al., Nature 318:579-582 (1985)); специфически экспрессирующийся в пыльнике промотор, такой как промотор из LAT52 (Twell et al., Mol. Gen. Genetics 217:240-245 (1989)); специфически экспрессирующийся в пыльце промотор, такой как промотор из Zm13 (Guerrero et al., Mol. Gen. Genetics 244:161-168 (1993)) или предпочтительно экспрессирующийся в микроспорах промотор, такой как промотор из apg (Twell et al., Sex. Plant Reprod. 6:217-224 (1993)).
Транспорт продуцируемого трансгенами белка в клеточные компартменты, такие как хлоропласты, вакуоли, пероксисомы, глиоксомы, клеточная стенка, или митохондрии, или для секреции в апопласты, можно осуществить посредством функционального связывания нуклеотидной последовательности, кодирующей сигнальную последовательность с 5'- и/или 3'-областью гена, кодирующего представляющий интерес белок. В ходе белкового синтеза и процессинга направляющие последовательности на 5'- и/или 3'-концах структурного гена могут определять, в какой компартмент в конце концов переместится кодируемый белок.
Присутствие сигнальной последовательности направляет полипептид либо во внутриклеточную органеллу, либо в клеточный компартмент, или на секрецию в апопласты. В данной области известны множество сигнальных последовательностей. Смотрите, например, Becker et al., Plant Mol. Biol. 20:49 (1992); P.S. Close, Master's Thesis, Iowa State University (1993); C. Knox et al., "Structure and Organization of Two Divergent Alpha-Amylase Genes from Barley," Plant Mol. Biol. 9:3-17 (1987); Lerner et al., Plant Physiol. 91:124-129 (1989); Fontes et al., Plant Cell 3:483-496 (1991); Matsuoka et al., Proc. Natl Acad. Sci. 88:834 (1991); Gould et al, J. Cell. Biol. 108:1657 (1989); Creissen et al., Plant J. 2:129 (1991); Kalderon, et al., A short amino acid sequence able to specify nuclear location, Cell 39:499-509 (1984); Steifel, et al., Expression of a maize cell wall hydroxyproline-rich glycoprotein gene in early leaf and root vascular differentiation, Plant Cell 2:785-793 (1990).
Гены чужеродных белков и агротехнические гены
С использованием трансгенных растений по настоящему изобретению можно получать чужеродный белок в промышленных количествах. Поэтому методики отбора и размножения трансформированных растений, хорошо изученные в данной области, дают множество трансгенных растений, которые собирают стандартным образом, а затем чужеродный белок можно выделить из представляющей интерес ткани или из всей биомассы. Выделение белка из растительной биомассы можно осуществить известными способами, которые обсуждаются, например, в Heney and Orr, Anal. Biochem. 114:92-6 (1981).
В аспектах изобретения трансгенное растение, предоставленное для коммерческого получения чужеродного белка, является растением подсолнечника. В других аспектах представляющей интерес биомассой являются семена. Для относительно маленького числа трансгенных растений, у которых наблюдается высокий уровень экспрессии, генетическую карту можно получить главным образом с помощью стандартных методов анализа RFLP (полиморфизма длины рестрикционных фрагментов), ПЦР и SSR (повторов коротких последовательностей), которые идентифицируют приблизительное положение встроенной молекулы ДНК на хромосоме. Примеры методик в этом отношении смотрите в Glick and Thompson, Methods in Plant Molecular Biology and Biotechnology, CRC Press, Boca Raton 269:284 (1993). Информация о картировании в отношении хромосомной локализации полезна для защиты собственности на данное трансгенное растение. При проведении несанкционированного разведения и скрещивания с другой зародышевой плазмой карту области встраивания можно сравнить с аналогичными картами проверяемых растений, для того чтобы определить имеют ли последние общих родителей с данным растением. Сравнение карт может включать гибридизацию, RFLP, ПЦР, SSR и секвенирование, которые являются стандартным методиками.
Аналогичным образом агротехнические гены могут экспрессироваться в трансформированных растениях. Более конкретно, с помощью методов генной инженерии можно создать растения для экспрессии различных фенотипов, представляющих агротехнический интерес. Примеры генов, которые можно использовать в этом отношении, включают, но не ограничены, классифицированные ниже гены.
1. Гены, которые придают резистентность к вредителям или болезням и которые кодируют:
А) Гены резистентности к болезням растений. Защита растений часто активируется специфическим взаимодействием между продуктом гена резистентности к болезни (R) в растении и продуктом соответствующего невирулентного гена (Avr) в патогене. Сорт растения можно трансформировать клонированными генами резистентности для создания растений, резистентных к специфическим штаммам патогенов. Смотрите, например, Jones et al., Science 266:789 (1994) (клонирование гена Cf-9 томата, придающего резистентность к Cladosporium fulvum); Martin et al., Science 262:1432 (1993) (ген Pto томата, придающего резистентность к Pseudomonas syringae pv. tomato кодирует протеинкиназу); Mindrinos et al., Cell 78: 1089 (1994) (ген RSP2 из Arabidopsis, придающий резистентность к Pseudomonas syringae).
Б) Ген, придающий резистентность к вредителям, таким как соевая цистообразующая нематода. Смотрите, например, заявку РСТ WO 96/30517; заявку РСТ WO 93/19181.
В) Белок из Bacillus thuringiensis, либо его производные, либо смоделированный на его основе синтетический полипептид. Смотрите, например, статью Geiser et al., Gene 48:109 (1986), в которой раскрыты клонирование и нуклеотидная последовательность гена Bt δ-эндотоксина. Более того, молекулы ДНК, кодирующие гены δ-эндотоксина, можно приобрести в Американской коллекции типовых культур (АТСС), Мананассас, Вирджиния, например, под номерами доступа в АТСС: 40098, 67136, 31995 и 31998.
Г) Лектин. Смотрите, например, описание, данное в Van Damme et al., Plant Molec. Biol. 24:25 (1994), в котором раскрыты нуклеотидные последовательности нескольких генов маннозосвязывающих лектинов из Clivia miniata.
Д) Витамин-связывающий белок, такой как авидин. Смотрите заявку РСТ US93/06487. В заявке излагается применение авидина и авидиновых гомологов в качестве ларвицидов против насекомых-вредителей.
Е) Ингибитор фермента, например, ингибитор протеазы или протеиназы или ингибитор амилазы. Смотрите, например, J. Biol. Chem. 262:16793 (1987) (нуклеотидная последовательность ингибитора цистеиновой протеазы из риса); Huub et al., Plant Molec. Biol. 21:985 (1993) (нуклеотидная последовательность кДНК, кодирующая протеиназный ингибитор I из табака); Sumitani et al., Biosci. Biotech. Biochem. 57:1243 (1993) (нуклеотидная последовательность ингибитора альфа-амилазы из Streptomyces nitrosporeus); и патент США № 5494813 (авторы Hepher и Atkinson, выдан 27 февраля 1996 года).
Ж) Специфичные для насекомых гормон или феромон, такой как экдистероидный или ювенильный гормон, их вариант, миметик на их основе или их антагонист или агонист. Смотрите, например, описание в Hammock et al., Nature 344:458 (1990) бакуловирусной инфекции клонированной эстеразы ювенильного гормона, которая его инактивирует.
З) Специфичные для насекомых пептид или нейропептид, которые при экспрессии разрушают физиологию пораженного насекомого. Например, смотрите описания в Regan, J. Biol. Chem. 269:9 (1994) (экспрессионное клонирование позволило получить ДНК, кодирующую рецептор диуритеческого гормона насекомых) и Pratt et al., Biochem. Biophys. Res. Comm. 163:1243 (1989) (идентификация аллостатина в Diploptera puntata). Смотрите также патент США № 5266317 авторов Tomalski et al., в котором раскрыты гены, кодирующие специфичные для насекомых, парализующие нейротоксины.
И) Специфичный для насекомых яд, в природе продуцируемый змеями, осами и т.д. Например, смотрите Pang et al., Gene 116:165 (1992), где описана гетерологичная экспрессия в растениях гена, кодирующего токсичный для насекомых пептид из скорпиона.
К) Фермент, отвечающий за избыточное накопление монотерпена, сесквитерпена, стероида, гидроксамовой кислоты, фенилпропаноидного производного или другой небелковой молекулы с инсектицидным действием.
Л) Фермент, вовлеченный в модификацию, в том числе пост-трансляционную модификацию, биологически активной молекулы; например, гликолитический фермент, протеолитический фермент, липолитический фермент, нуклеазу, циклазу, трансаминазу, эстеразу, гидролазу, фосфатазу, киназу, фосфорилазу, полимеразу, эластазу, хитиназу и глюканазу, либо природного, либо искусственного происхождения. Смотрите заявку РСТ WO 93/02197 авторов Scott et al., в которой раскрыта нуклеотидная последовательность гена каллазы. Молекулы ДНК, которые содержат кодирующие хитиназу последовательности, можно получить, например, из АТСС под номерами доступа 39637 и 67152. Смотрите также Kramer et al., Insect Biochem. Molec. Biol. 23:691 (1993), в которой изложена нуклеотидная последовательность кДНК, кодирующая хитиназу гусеницы табачного бражника, и Kawalleck et al., Plant Molec. Biol. 21:673 (1993), где приведена нуклеотидная последовательность полиубиквитинового гена ubi4-2 из петрушки.
М) Молекулу, которая стимулирует передачу сигнала. Например, смотрите раскрытые в статье Botella et al., Plant Molec. Biol. 24:757 (1994), нуклеотидные последовательности для клонов кДНК кальмодулина бобов мунг, и статью Griess et al., Plant Physiol. 104:1467 (1994), в которой приведена нуклеотидная последовательность клона кДНК кальмодулина маиса.
Н) Пептид с гидрофобным моментом. Смотрите заявку РСТ WO 95/16776 (в которой раскрыты пептидные производные тахиплезина, которые ингибируют грибковые патогены растений) и заявку РСТ WO 95/18855 (в которой описаны синтетические антимикробные пептиды, придающие резистентность к болезням).
О) Мембранную пермеазу, которая образует или блокирует каналы. Например, смотрите раскрытую в статье Jaynes et al., Plant Sci. 89:43 (1993) гетерологичную экспрессию аналога секропин-β-литического пептида, который наделяет трансгенные растения табака резистентностью к Pseudomonas solanacearum.
П) Вирус-инвазивный белок или полученный из него комплексный токсин. Например, накопление белков оболочки вируса в трансформированных растительных клетках придает резистентность к вирусной инфекции и/или развитию болезни, вызванной вирусом, из которого получен ген белка оболочки, а также вызванной родственными вирусами. Смотрите Beachy et al., Ann. Rev. Phytopathol. 28:451 (1990). Опосредованная белком оболочки резистентность у трансформированных растений была получена к вирусу мозаики люцерны, вирусу мозаики огурцов, вирусу полосатости табака, вирусу Х картофеля, вирусу Y картофеля, вирусу гравировки табака, вирусу погремковости табака и вирусу мозаики табака. Id.
Р) Специфичное к насекомым антитело или полученный из него иммунотоксин. Поэтому антитело, имеющее своей мишенью критическую метаболическую функцию в кишечнике насекомых, будет инактивировать затронутый фермент, убивая насекомое. Смотрите также Taylor et al., Abstract #497, Seventh Int'l Symposium on Molecular Plant-Microbe Interactions (Edinburgh, Scotland) (1994) (энзиматическая инактивация в трансгенном табаке с помощью продукции одноцепочечных фрагментов антител).
С) Специфичное к вирусу антитело. Смотрите, например, статью Tavladoraki et al., Nature 366:469 (1993), в которой показано, что трансгенные растения, экспрессирующие гены рекомбинантных антител, защищены от атаки вируса.
Т) Останавливающий развитие белок, продуцируемый в природе патогеном или паразитом. Таким образом, грибковые эндо-α-1,4-D-полигалактуроназы способствуют колонизации и высвобождению питательных веществ из растения в результате солюбилизации клеточной стенки гомо-α-1,4-D-галактуроназой. Смотрите Lamb et al., Bio/Technology 10:1436 (1992). Клонирование и характеристика гена, который кодирует ингибирующий эндополигалактуроназу белок из фасоли, описаны в статье Toubart et al., Plant J. 2:367 (1992).
У) Останавливающий развитие белок, продуцируемый в природе растениями. Например, в статье Logemann et al., Bio/Technology 10:305 (1992) было показано, что трансгенные растения, экспрессирующие инактивирующий рибосому ген ячменя, обладали повышенной резистентностью к грибковым заболеваниям.
2. Гены, которые придают резистентность к гербицидам:
А) Гербициду, который ингибирует точку роста или меристему, такому как имидазолинон или сульфонилмочевина. Типовые гены в этой категории кодируют мутантные ферменты ALS и AHAS, описанные, например, в Lee et al., EMBO J. 7:1241 (1988) и Miki et al., Theor. Appl Genet. 80:449 (1990), соответственно.
Б) Гербициду, который ингибирует фотосинтез, такому как триазин (гены psbA и gs+) или бензонитрил (ген нитрилазы). В статье Przibila et al., Plant Cell 3:169 (1991) описана трансформация Chlamydomonas плазмидами, кодирующими мутантный гены psbA. Нуклеотидные последовательности для генов нитрилаз раскрыты в патенте США № 4810648 автора Stalker, а молекулы ДНК, содержащие эти гены, доступны под номерами доступа АТСС - 53435, 67441 и 67442. Клонирование и экспрессия ДНК, кодирующей глутатион-S-трансферазу, описаны в Hayes et al., Biochem. J. 285:173 (1992).
3. Гены, которые придают положительный признак или вносят вклад в положительный признак, такой как:
А) Модифицированный метаболизм жирных кислот, например, в результате трансформации растения антисмысловым геном стеарил-АСР-десатуразы для увеличения содержания стеариновой кислоты в растении. Смотрите Knultzon et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 89:2624 (1992).
Б) Снижение содержание фитата: 1) Введение кодирующего фитазу гена будет усиливать деградацию фитата, добавляя больше свободного фосфата трансформированному растению. Например, смотрите Van Hartingsveldt et al., Gene 127:87 (1993), где раскрыта нуклеотидная последовательность гена фитазы из Aspergillus niger. 2) Можно ввести ген, который снижает содержание фитата. Например, в маисе это можно осуществить клонированием и затем повторным введением ДНК, ассоциированной с одним аллелем, который отвечает за мутантные растения маиса, отличающиеся низким содержанием фитовой кислоты. Смотрите Raboy et al., Maydica 35:383 (1990).
В) Модифицированная композиция углеводов, получаемая, например, трансформацией растений геном, кодирующим фермент, который изменяет структуру ветвления крахмала. Смотрите Shiroza et al., J. Bacteol. 170:810 (1988) (нуклеотидная последовательность гена фруктозилтрансферазы из Streptococcus mutants); Steinmetz et al., Mol. Gen. Genet. 20:220 (1985) (нуклеотидная последовательность гена левансукразы из Bacillus subtilis); Pen et al., Bio/Technology 10:292 (1992) (получение трансгенных растений, которые экспрессируют α-амилазу из Bacillus lichenifonnis); Elliot et al., Plant Molec. Biol. 21:515 (1993) (нуклеотидная последовательность генов инвертаз томата); Sogaard et al., J. Biol. Chem. 268:22480 (1993) (сайт-направленный мутагенез гена α-амилазы ячменя); и Fisher et al., Plant Physiol. 102:1045 (1993) (фермент ветвления крахмала II из эндоспермы маиса).
Способы трансформации подсолнечника
Для трансформации растений были разработаны множество способов, включая протоколы биологической и физической трансформации растений. Смотрите, например, Miki et al., "Procedures for Introducing Foreign DNA into Plants" в Methods in Plant Molecular Biology and Biotechnology, B.R. Glick and J.E. Thompson, Eds. (CRC Press, Inc., Boca Raton, 1993), страницы 67-88. В дополнение доступны экспрессионные векторы и способы культивирования in vitro для трансформации растительных клеток или тканей и регенерации растений. Смотрите, например, Gruber et al., "Vectors for Plant Transformation" в Methods in Plant Molecular Biology and Biotechnology, B.R. Glick and J.E. Thompson, Eds. (CRC Press, Inc., Boca Raton, 1993), страницы 89-119.
А) Опосредованная агробактериями трансформация. Один способ введения экспрессионного вектора в растения основан на природной системе трансформации агробактерий. Смотрите, например, Horsch et al., Science 227:1229 (1985). A. tumefaciens и A. rhizogenes являются патогенными для растений почвенными бактериями, которые генетически трансформируют растительные клетки. Плазмиды Ti и Ri из A. tumefaciens и A. rhizogenes, соответственно, несут гены, отвечающие за генетическую трансформацию растения. Смотрите, например, C.I. Kado, Crit. Rev. Plant Sci. 10:1 (1991). Описание векторной системы на основе агробактерий и способов опосредованного агробактериями переноса генов приведены в Gruber et al., supra, Miki et al., supra, и Moloney et al., Plant Cell Reports 8:238 (1989). Смотрите также патент США № 5563055 (авторов Townsend и Thomas), выданный 8 октября 1996 года.
Б) Прямой перенос генов. В качестве альтернативы для опосредованной агробактериями трансформации был разработан ряд способов трансформации растений, в совокупности именуемых прямым переносом генов. В общем применимым способом трансформации растений является трансформация, опосредованная бомбардировкой микрочастицами, в которой ДНК несут на своей поверхности микрочастицы с размером от 1 до 4 мкм. Экспрессионный вектор вводят в ткани растения с помощью биолистического устройства, которое придает микрочастицам ускорение до 300-600 м/с, что достаточно для проникновения через клеточную стенку и мембраны. Sanford et al., Part. Sci. Technol. 5:27 (1987); J.C. Sanford, Trends Biotech. 6:299 (1988); Klein et al., Bio/Technology 6:559-563 (1988); J.C. Sanford, Physiol. Plant 7:206 (1990); Klein et al., Biotechnology 10:268 (1992). Смотрите также патент США № 5015580 (авторов Christou, et al.), выданный 14 мая 1991 года; патент США № 5322783 (авторов Tomes, et al.), выданный 21 июня 1994 года.
Другим способом физической доставки ДНК в растения является озвучивание целевых клеток. Смотрите Zhang et al., Bio/Technology 9:996 (1991). В качестве альтернативы, для введения экспрессионных векторов в растения используют слияние липосом и сферопластов. Смотрите Deshayes et al., EMBO J, 4:2731 (1985); Christou et al., Proc Natl. Acad. Sci. U.S.A. 84:3962 (1987). Также было опубликовано прямое поглощение ДНК протопластами с использованием CaCl2-преципитации, поливинилового спирта или поли-L-орнитина. Hain et al., Mol. Gen. Genet. 199:161 (1985), и Draper et al., Plant Cell Physiol. 23:451 (1982). Также была описана электропорация протопластов и целых клеток и тканей. Смотрите Donn et al., в рефератах VIIth International Congress on Plant Cell and Tissue Culture IAPTC, A2-38, стр. 53 (1990); D'Halluin et al., Plant Cell 4:1495-1505 (1992), и Spencer et al., Plant Mol. Biol. 24:51-61 (1994).
После трансформации целевых тканей подсолнечника экспрессия вышеописанных генов селектируемых маркеров позволяет осуществить предпочтительный отбор трансформированных клеток, тканей и/или растений с использованием способов регенерации и отбора, хорошо известных в данной области.
Вышеописанные способы трансформации обычно будут использоваться для получения трансгенного сорта. Затем трансгенный сорт можно скрещивать с другим (нетрансформированным или трансформированным) сортом для получения нового трансгенного сорта. В качестве альтернативы, генетический признак, который был введен методами генной инженерии в отдельный культивируемый сорт подсолнечника с использованием вышеописанных методик трансформации, можно перенести в другой культивируемый сорт с использованием традиционных методик возвратного скрещивания, которые хорошо известны в области селекции растений. Например, возвратное скрещивание можно использовать для перенесения полученного генно-инженерным путем признака из общедоступного неэлитного сорта в элитный сорт или из сорта, содержащего чужеродный ген в своем геноме, в сорт или сорта, которые не содержат этот ген. Используемый в настоящем описании термин «скрещивание» может относится к простому скрещиванию Х на Y или к процессу возвратного скрещивания в зависимости от контекста.
Культура тканей подсолнечника
Дальнейшее получение растения подсолнечника, дающего семена с низким содержанием насыщенных жиров и, необязательно, с высоким содержанием линолевой кислоты, может происходить в результате самоопыления или с помощью культивирования тканей и регенерации. Культивирование различных тканей подсолнечника и регенерация из них растений являются известными. Например, размножение культивируемого сорта подсолнечника с помощью культуры тканей описано в патенте США 6998516.
Дальнейшее воспроизводство сорта можно осуществить с помощью культуры тканей и регенерации. Культивирование различных тканей соевых бобов и регенерация из них растений хорошо известны и опубликованы в множестве источников. В качестве примера можно привести патент США 6998516. Поэтому в другом аспекте это изобретение относится к клеткам, которые при росте и дифференцировке продуцируют растения подсолнечника, имеющие семена с низким содержанием насыщенных жиров и, необязательно, высоким содержанием линолевой кислоты.
Используемый в настоящем описании термин «культура ткани» указывает на композицию, содержащую выделенные клетки одного и того же или различных типов, или коллекцию таких клеток, упорядоченных в части растения. Примеры типов культур тканей включают протопласты, клетки каллюса, скопления клеток растений и растительные клетки, который генерируют культуру тканей, интактную в растениях или частях растений, таких как зародыши, пыльца, цветки, семена, стручки, листья, стебли, корни, кончики корней, пыльники и т.п. Средства получения и поддержания культуры тканей растений хорошо известны в данной области. В качестве примера, для получения регенерированных растений использовали культуру тканей, содержащую органы. В патентах США №№ 5959185, 5973234 5977445 и 6998516 описаны некоторые методики.
Измененные по одному гену растения
При использовании термина «растение подсолнечника» в контексте настоящего изобретения он также включает любое изменение гена этого сорта. Используемый в настоящем описании термин «изменение гена у растения» относится к тем растениям подсолнечника, которые были выведены с помощью методики селекции, называемой возвратным скрещиванием, или с помощью генной инженерии, в которых восстановлены практические все желаемые морфологические и физиологические характеристики сорта в дополнение к одному гену, перенесенному в сорт с помощью методики возвратного скрещивания. Способы возвратного скрещивания можно использовать с настоящим изобретением для улучшения характеристики сорта или введения характеристики в сорт. Используемый в настоящем описании термин «возвратное скрещивание» относится к повторному скрещиванию гибридного потомства с рекуррентным родителем (например, возвратное скрещивание 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 или больше раз с рекуррентным родителем). Родительское растение подсолнечника, которое вносит ген для желаемой характеристики, называют «нерекуррентным» или «донорным родителем». Эта терминология отражает факт, что в протоколе возвратного скрещивания нерекуррентного родителя используют один раз и, соответственно, к нему не возвращаются. Родительское растение подсолнечника, в которое переносят ген или гены из нерекуррентного родителя, известно как рекуррентный родитель, поскольку его используют в нескольких раундах протокола возвратного скрещивания (Poehlman & Sleper, 1994; Fehr, 1987). В типичном протоколе возвратного скрещивания исходный сорт, представляющий интерес (рекуррентного родителя) скрещивают с вторым сортом (нерекуррентным родителем), который несет один представляющий интерес ген, который необходимо перенести. Потомство, полученное от этого скрещивания, затем скрещивают снова с рекуррентным родителем и процесс повторяют до получения растения подсолнечника, где в конвертированном растении восстановлены практические все желаемые морфологические и физиологические характеристики рекуррентного родителя в дополнение к одному гену, перенесенному из нерекуррентного родителя.
Отбор подходящего рекуррентного родителя является важной стадией для успешной процедуры возвратного скрещивания. Целью протокола возвратного скрещивания является изменение или замещение одного признака или характеристики в исходном сорте. Для осуществления этого один ген рекуррентного сорта модифицируют или замещают желаемым геном нерекуррентного родителя, в то же время сохраняя практически всю остальную желаемую генетическую и поэтому желаемую физиологическую и морфологическую структуру исходного сорта. Выбор конкретного нерекуррентного родителя будет зависеть от целей возвратного скрещивания. Одной из основных целей является добавление некоторого желательного с коммерческой точки зрения, агротехнически важного признака в растение. Точный протокол возвратного скрещивания будет зависеть от изменяемых характеристики или признака для определения соответствующего протокола тестирования. Хотя способы возвратного скрещивания упрощаются, если переносимая характеристика представляет собой доминантный аллель, также можно переносить рецессивный аллель. В этом случае может быть необходимо ввести тестирование потомства для определения успешного переноса желаемой характеристики.
Были идентифицированы множество одногенных признаков, которые обычно не отбираются при выведении нового сорта, но которые могут быть улучшены методиками возвратного скрещивания. Одногенные признаки могут быть трансгенными или нет, примеры этих признаков включают, но не ограничены, мужскую стерильность, восковой крахмал, резистентность к гербицидам, резистентность к бактериальным, грибковым и вирусным болезням, резистентность к насекомым, мужская фертильность, улучшенные питательные качества, промышленное применение, стабильная урожайность и увеличение урожайности. Эти гены обычно наследуются через ядро. Несколько из этих одногенных признаков описаны в патентах США №№ 5959185, 5973234 и 5977445.
Это изобретение также направлено на способы получения растения подсолнечника скрещиванием первого родительского растения подсолнечника с вторым родительским растением подсолнечника, в которых первое или второе родительское растение подсолнечника представляет собой растение подсолнечника, дающее семена с низким содержанием насыщенных жиров и, необязательно, высоким содержанием линолевой кислоты. Кроме того, оба: первое и второе родительские растения подсолнечника могут иметь свое происхождение от растения подсолнечника, дающего семена с низким содержанием насыщенных жиров и, необязательно, высоким содержанием линолевой кислоты. Поэтому любые такие способы с использованием растения подсолнечника, дающего семена с низким содержанием насыщенных жиров и, необязательно, высоким содержанием линолевой кислоты, являются частью этого изобретения (т.е. самоопыление, возвратное скрещивание, получение гибридов, скрещивание с популяциями и т.п.). Все растения, полученные с использованием растения подсолнечника, дающего семена с низким содержанием насыщенных жиров и, необязательно, высоким содержанием линолевой кислоты, в качестве родителя входят в объем этого изобретения, включая те, что выведены из сортов, полученных из растения подсолнечника, дающих семена с низким содержанием насыщенных жиров и, необязательно, высоким содержанием линолевой кислоты. Предпочтительно, чтобы растение подсолнечника можно было использовать в скрещивании с другими отличающимися растениями подсолнечника для получения семян и растений гибридов подсолнечника первого поколения (F1) с улучшенными характеристиками. Сорт по изобретению можно также использовать для трансформации, в которой экзогенные гены вводятся и экспрессируются сортом по изобретению. Подразумевается, что генетические варианты, созданные или с помощью традиционных способов селекции с использованием растения подсолнечника, дающего семена с низким содержанием насыщенных жиров и, необязательно, высоким содержанием линолевой кислоты, или с помощью трансформации растения подсолнечника, дающего семена с низким содержанием насыщенных жиров и, необязательно, высоким содержанием линолевой кислоты, посредством любого из ряда протоколов, известных специалистам в данной области, входят в объем этого изобретения.
ПРИМЕРЫ
Настоящее изобретение дополнительно описано в следующих примерах, которые приведены для иллюстрации, и не предполагается, что они каким-либо образом ограничивают изобретение.
Пример 1: Растения подсолнечника, дающие семена с низким содержанием насыщенных жиров
Посредством обычных селекционных методик была выведена зародышевая плазма подсолнечника с необычно низким содержанием насыщенных жиров. Содержание масел в семенах культивируемых сортов подсолнечника приведено в таблице 1.
Таблица 1 | |||||||
Образец | С16:0 | С16:1 | С18:0 | С18:1 | С18:2 | ОБЩЕЕ СОДЕРЖАНИЕ НАСЫЩЕННЫХ ЖИРОВ | С16:0+С18:0 |
H757B/LS10670B-B-17-3-23.06 | 2,34 | 0,09 | 0,48 | 94,18 | 1,51 | 3,39 | 2,82 |
H757B/LS10670B-B-17-3-33.11 | 2,47 | 0,11 | 0,51 | 93,62 | 2,11 | 3,42 | 2,98 |
H757B/LS10670B-B-17-3-23.04 | 2,24 | 0,09 | 0,53 | 94,25 | 1,49 | 3,45 | 2,77 |
H757B/LS10670B-B-17-3-02.08 | 2,70 | 0,13 | 0,50 | 93,26 | 2,24 | 3,67 | 3,2 |
H757B/LS10670B-B-17-3-18.21 | 2,45 | 0,11 | 0,54 | 93,62 | 1,73 | 3,68 | 2,99 |
HE06EE010716.001 | 2,17 | 0,11 | 0,82 | 94,29 | 1,41 | 3,63 | 2,99 |
HE06EE010834.002 | 2,31 | 0,11 | 0,65 | 94,74 | 0,82 | 3,68 | 2,95 |
HE06EE010746.002 | 2,40 | 0,11 | 0,72 | 93,87 | 1,03 | 3,68 | 3,12 |
HE06EE010700.003 | 2,48 | 0,13 | 0,57 | 93,46 | 1,78 | 3,78 | 3,05 |
HE06EE016032.005 | 2,42 | 0,10 | 0,64 | 92,86 | 1,82 | 3,82 | 3,06 |
HE06EE016037.005 | 2,25 | 0,08 | 0,75 | 93,06 | 1,71 | 3,86 | 3,00 |
HE06EE016032.002 | 2,40 | 0,10 | 0,70 | 93,00 | 1,72 | 3,87 | 3,09 |
HE06EE010717.002 | 2,44 | 0,10 | 0,82 | 89,76 | 5,51 | 3,88 | 3,26 |
HE06EE010695.001 | 2,48 | 0,12 | 0,66 | 91,93 | 3,20 | 3,88 | 3,14 |
HE06EE010816.002 | 2,34 | 0,12 | 0,88 | 94,10 | 1,24 | 3,88 | 3,22 |
HE06EE010700.001 | 2,48 | 0,14 | 0,65 | 94,31 | 0,89 | 3,90 | 3,13 |
HE06EE010814.002 | 2,46 | 0,10 | 0,79 | 94,11 | 1,19 | 3,91 | 3,24 |
HE06EE010760.004 | 2,54 | 0,11 | 0,63 | 94,07 | 1,16 | 3,92 | 3,16 |
HE06EE010741.003 | 2,34 | 0,11 | 0,93 | 94,51 | 0,73 | 3,93 | 3,26 |
HE06EE010737.003 | 2,33 | 0,13 | 0,96 | 93,53 | 1,12 | 3,93 | 3,29 |
HE06EE016050.005 | 2,41 | 0,08 | 0,73 | 92,57 | 2,67 | 3,94 | 3,13 |
HE06EE016032.004 | 2,44 | 0,11 | 0,63 | 92,49 | 1,80 | 3,94 | 3,07 |
HE06EE010763.002 | 2,43 | 0,11 | 0,78 | 94,28 | 0,98 | 3,94 | 3,21 |
HE06EE010829.002 | 2,53 | 0,13 | 0,70 | 93,26 | 1,84 | 3,95 | 3,23 |
HE06EE010738.002 | 2,78 | 0,15 | 0,62 | 89,75 | 5,22 | 3,96 | 3,40 |
HE06EE010741.004 | 2,42 | 0,11 | 0,88 | 94,10 | 0,61 | 3,96 | 3,30 |
HE06EE010824.004 | 2,35 | 0,10 | 0,80 | 94,14 | 1,15 | 3,97 | 3,15 |
HE06EE010745.003 | 2,81 | 0,11 | 0,68 | 88,66 | 6,32 | 3,98 | 3,48 |
HE06EE010816.001 | 2,52 | 0,11 | 0,80 | 91,45 | 3,77 | 3,98 | 3,32 |
Пример 2: Растения подсолнечника, дающие семена с низким содержанием насыщенных жиров и высоким содержанием линолевой кислоты
С помощью обычных селекционных методик была выведена зародышевая плазма подсолнечника с необычно низким содержанием насыщенных жиров. Содержание масел в семенах культивируемых сортов подсолнечника приведено в таблице 2.
Таблица 2 | |||||||
Образец | С16:0 | С16:1 | С18:0 | С18:1 | С18:2 | ОБЩЕЕ СОДЕРЖАНИЕ НАСЫЩЕННЫХ ЖИРОВ | С16:0+С18:0 |
H757B/LS10670B-B-17-3-14.01 | 4,25 | 0,09 | 1,13 | 37,87 | 55,45 | 5,90 | 5,38 |
H757B/LS10670B-B-17-3-02.18 | 4,80 | 0,11 | 0,68 | 39,63 | 53,55 | 6,05 | 5,48 |
H757B/LS10670B-B-17-3-27.12 | 4,01 | 0,08 | 1,37 | 38,48 | 54,68 | 6,07 | 5,38 |
H757B/LS10670B-B-17-3-16.02 | 5,19 | 0,14 | 0,73 | 35,14 | 57,79 | 6,22 | 5,92 |
H757B/LS10670B-B-17-3-36.22 | 4,99 | 0,09 | 1,25 | 17,97 | 74,37 | 6,81 | 6,24 |
Пример 3: Растения подсолнечника, дающие семена с низким содержанием насыщенных жиров
С помощью обычных селекционных методик была выведена зародышевая плазма подсолнечника с необычно низким содержанием насыщенных жиров. Содержание масел в семенах культивируемых сортов подсолнечника приведено в таблице 3.
Таблица 3 | ||||||
Образец | C16:0 | C16:1 | C18:0 | C18:1 | C18:2 | ОБЩЕЕ СОДЕРЖАНИЕ НАСЫЩЕННЫХ ЖИРОВ |
NuSun/без насыщенных жиров | ||||||
NS1982.16/OND163R-1-05 | 2,29 | 0,05 | 0,65 | 67,37 | 28,19 | 3,48 |
NS1982.8 | 2,09 | 0,08 | 0,55 | 79,40 | 15,99 | 3,10 |
Без насыщенных жиров/высокое содержание олеиновой кислоты | ||||||
NS1982.8-03 | 1,60 | 0,03 | 0,37 | 95,13 | 1,48 | 2,33 |
NS1982.8 | 1,63 | 0,07 | 0,41 | 94,81 | 1,26 | 2,48 |
H117R[4]//H757B/LS10670B///NS1982.6-2-023-1-12-076 | 1,79 | 0,05 | 0,29 | 95,30 | 0,84 | 2,57 |
Низкое содержание насыщенных жиров/высокое содержание линолевой кислоты | ||||||
CND117R/NS1982.8-3-06 | 5,29 | 0,07 | 0,73 | 18,19 | 74,43 | 6,41 |
OI1601B[2]//H757B/LS10670B[1]///NS1982.6=B-3-04 | 3,76 | 0,07 | 0,80 | 34,97 | 58,62 | 5,29 |
CN2343B/4/CN2343B[2]//H757B/LS10670B///NS1982.11#1#1-3-11 | 3,13 | 0,02 | 2,07 | 36,03 | 56,65 | 6,23 |
Низкое содержание стеариновой кислоты | ||||||
NS1982.8/OND163R-2-12-009 | 2,75 | 0,66 | 0,25 | 92,95 | 1,99 | 3,43 |
H117R[4]//H757B/LS10670B///NS1982.6-2-023-1-12-038 | 1,90 | 0,04 | 0,27 | 95,03 | 1,00 | 2,65 |
OID263R/NS1982.8-4-12-002 | 3,08 | 0,12 | 0,27 | 93,54 | 1,48 | 3,87 |
Низкое содержание пальмитиновой кислоты | ||||||
H251B[2]/IAST-4=1=100//NS1982.16-11-39-041 | 1,47 | 0,24 | 2,59 | 92,59 | 0,65 | 5,42 |
NS1982.14-08 | 1,51 | 0,02 | 2,24 | 92,84 | 1,35 | 4,90 |
NS1982.16 | 1,52 | 0,06 | 1,05 | 94,37 | 0,85 | 3,39 |
Очень высокое содержание олеиновой кислоты | ||||||
H117R[4]//H757B/LS10670B//NS1982.6-2-023-1-12-076 | 1,79 | 0,05 | 0,29 | 95,30 | 0,84 | 2,57 |
NS1982.8/OND163R-2-12-059 | 1,87 | 0,10 | 0,44 | 95,22 | 0,97 | 2,76 |
ON3351B/NS1982.8-1-04 | 2,04 | 0,03 | 0,50 | 95,20 | 0,70 | 3,08 |
Как видно из таблицы 3, данные показывают, что масло семян имеет общее содержание насыщенных жиров, сниженное практически до 2,33% при высоком содержании олеиновой кислоты (>80%), отсутствие насыщенных жиров (<3,5%) в NuSun (55-50% олеиновой кислоты), содержание олеиновой кислоты до 95,30%; содержание стеариновой кислоты, сниженное практически до 0,25%, содержание пальмитиновой кислоты, сниженное практически до 1,47%, и низкое содержание насыщенных жиров (<7,0%) в присутствии линолевой кислоты (<55% олеиновой кислоты).
Пример 4: Растения подсолнечника, дающие семена с низким содержанием насыщенных жиров, стеариновой кислоты и пальмитиновой кислоты
С помощью обычных селекционных методик была выведена зародышевая плазма подсолнечника с необычно низким содержанием насыщенных жиров. Содержание масел в семенах культивируемых сортов подсолнечника приведено в таблице 4.
Таблица 4 | ||||||||||||||
Название | C16:0 | C16:1 | C18:0 | C18:1 | C18:2 | C18:3 | C20:0 | C20:1 | C20:2 | C22:0 | C22:1 | C24:0 | C24:1 | Общее содержание насыщенных жиров |
NS1982.8/OND163R-12-90 | 1,37 | 0,01 | 1,70 | 91, 93 | 2,83 | 0,08 | 0,21 | 0,60 | н.о. | 0,70 | 0,01 | 0,33 | н.о. | 4,32 |
H117R[4]//H757B/LS10670B-B-17-3-23=B1=2=16///NS1982.6-2-23.1-1 | 1,39 | 0,02 | 0,53 | 94,89 | 1,55 | 0,08 | 0,09 | 0,66 | н.о. | 0,40 | 0,03 | 0,19 | н.о. | 2,60 |
H117R[4]//H757B/LS10670B-B-17-3-23=B1=2=16///NS1982.6-2-23.1-1 | 1,44 | 0,03 | 0,36 | 94,83 | 1,84 | 0,09 | 0,08 | 0,74 | н.о. | 0,31 | 0,02 | 0,14 | н.о. | 2,33 |
H117R[4]//H757B/LS10670B-B-17-3-23=B1=2=16///NS1982.6-2-23.1-1 | 1,58 | 0,02 | 0,24 | 94,54 | 2,05 | 0,10 | 0,06 | 0,79 | н.о. | 0,24 | 0,04 | 0,15 | н.о. | 2,28 |
H117R[4]//H757B/LS10670B-B-17-3-23=B1=2=16///NS1982.6-2-23.1-1 | 1,89 | 0,03 | 0,24 | 94,17 | 2,31 | 0,13 | 0,04 | 0,70 | н.о. | 0,21 | 0,03 | 0,11 | н.о. | 2,50 |
H117R[4]//H757B/LS10670B-B-17-3-23=B1=2=16///NS1982.6-2-23.1-1 | 1,94 | 0,03 | 0,23 | 94,58 | 1,80 | 0,12 | 0,07 | 0,69 | н.о. | 0,22 | 0,03 | 0,13 | н.о. | 2,60 |
Как видно из таблицы 4, этот набор данных включает низкие значения для содержания стеариновой (0,23%), пальмитиновой (1,37%) и общего содержания насыщенных масел (2,28%).
Пример 5: Разработка маркера низкого содержания стеариновой и пальмитиновой кислот
Стратегия разработки маркера была создана, как описано в настоящем документе. Сначала идентифицировали маркеры из целевых QTL-областей, разработанные в Dow AgroSciences, а также из общедоступных ресурсов, и проводили их скрининг на полиморфизм между родительскими линиями, соответствующими картируемым популяциям. Затем проводили скрининг полиморфных маркеров в картируемых популяциях. Для мономорфных (неинформативных) маркеров были разработаны праймеры для амплификации их соответствующих геномных локусов, и определяли нуклеотидные последовательности ампликонов для идентификации однонуклеотидного полиморфизма (SNP) (при наличии такового) между родительскими линиями. Для идентифицированных SNP были разработаны анализы для аллельной дискриминации TaqMan MGB и они были картированы в соответствующих популяциях. Во-вторых, исходя из последовательностей генов-кандидатов для жирных кислот были разработаны праймеры, фланкирующие интроны, для выделения последовательностей генов жирных кислот из родительских линий. На основе нуклеотидного полиморфизма были разработаны маркеры, исходя из их полиморфной природы, и затем проведен их скрининг в картируемых популяциях. Для новых маркеров использовали JoinMap 3.0 (Van Ooijen, 2004a), а для детального картирования QTL использовали MapQTL 5 (Van Ooijen, 2004b).
А) Разработка маркеров для низкого содержания стеариновой кислоты
Разработка SSR-маркера: Проводили скрининг восьми SSR-маркеров на полиморфизм между родительскими линиями ONN687R и H757B/LS10760B-B-17-3-23-5 из картируемой популяции ONN687R×H757B/LS10760B-B-17-3-23-5, которую раньше использовали для картирования QTL низкого содержания стеариновой кислоты (смотрите таблицу 5). Четыре SSR маркера - HA0442, CRT22, ORS565 и ORS732 - были полиморфными. Нуклеотидные последовательности ампликонов HA0442 и CRT22 из ONN687R и H757B/LS10760B-B-17-3-23-5 были определены на секвенаторе ABI 3730, и их длина составляла 163 п.о. и 165 п.о., соответственно, для маркера HA0442, и 290 п.о. и 261 п.о., соответственно, для CRT22. Ампликоны ORS565 и ORS732 из ONN687R и H757B/LS10760B-B-17-3-23-5 разделяли на 3%-ных гелях Metaphor. Генотипирование соответствующих картируемых популяций ONN687R×H757B/LS10760B-B-17-3-23-5 проводили с HA0442, CRT22, ORS565 и ORS732, используя следующие ПРЦ-праймеры и условия реакции.
HA0442 прямой праймер: 5'-HEX-TGGAACTGTAAATGGACCCAAG-3' (SEQ ID NO:1)
HA0442 обратный праймер: 5'-GCACTGCACCATTTATGAGAAG-3' (SEQ ID NO:2)
CRT22 прямой праймер: 5'-HEX-TCGAGATGAAACCGAATGAAGAAA-3' (SEQ ID NO:3)
CRT22 обратный праймер: 5'-GTTTCTTGGGACTGATATTGCCAAGTGGG-3' (SEQ ID NO:4)
ORS565 прямой праймер: 5'-TGGTCAACGGATTTAGAGTCAA-3' (SEQ ID NO:5)
ORS565 обратный праймер: 5'-TCCAGTTTGGTCTTGATTTGG-3' (SEQ ID NO:6)
ORS732 прямой праймер: 5'-GCACGGAACTCCTCAAATGT-3' (SEQ ID NO:7)
ORS732 обратный праймер: 5'-GCACGGGAAACAAAGAGTCA-3' (SEQ ID NO:8)
Состав реакционной смеси для ПЦР:
ДНК - 4 нг
1×ПЦР-буфер (Qiagen, Valencia, California)
Прямой праймер - 0,25 мкМ
Обратный праймер - 0,25 мкМ
MgCl2 - 1 мМ
dNTP - 0,1 мМ каждый
PVP - 0,4%
0,04 единицы HotStar Taq ДНК-полимеразы (Qiagen, Valencia, California)
Общий объем: 4,8 мкл
Настройки термоциклера:
Стадия 1: 94°C - 12 минут
Стадия 2: 94°С - 30 секунд
Стадия 3: 55°С - 30 секунд
Стадия 4: 72°С - 30 секунд
Стадия 5: повтор стадий 2, 3 и 4 - 35 циклов
Стадия 6: 72°С - 30 минут
Разработка SNP-маркера: Для разработки SNP-маркеров использовали восемь пар праймеров для амплификации восьми геномных локусов как на ONN687R, так и на H757B/LS10760B-B-17-3-23-5 (таблица 6). Три пары праймеров (ZVG76snpF/R, ZVG77snpF/R и ZVG78snpF/R) были разработаны на основе последовательностей из проб полиморфизма длины рестрикционных фрагментов (RFLP) - ZVG76, ZVG77 и ZVG78 (Kolkman et al. 2007). Последовательности праймеров для HT57F/R, HT64F/R, HT131F/R, HT134F/R и HT210F/R взяты из Lai et al. (2005). SNP был обнаружен в ампликонах из HT64F/R, HT210F/R и ZVG78snpF/R. Анализ аллельной дискриминации TaqMan MGB был разработан для одного SNP-локуса в ампликоне HT64F/R и одного SNP-локуса в ампликоне ZVG78snpF/R (смотрите ниже), и было проведено генотипирование картируемых популяций ONN687R×H757B/LS10760B-B-17-3-23-5 с этими двумя SNP-маркерами с использованием разработанных TaqMan-анализов.
Существует четыре SNP-локуса (отмечены полужирным шрифтом) в ампликонах HT64F/R из ONN687R и H757B/LS10760B-B-17-3-23-5. TaqMan-анализ был разработан для R-локуса. Последовательностями прямого праймера, обратного праймера, пробы 1 и пробы 2 являются: 5'-CCGGCTGCTTCTAGACCTTATAAG-3' (SEQ ID NO:9), 5'-TCGTCGGTGGGACACACA-3' (SEQ ID NO:10), 5'-6FAM-ACTGTTGGATCGGTTC-3' (SEQ ID NO:11) и 5'-VIC-CACTGTTGGATCGATT-3' (SEQ ID NO:12), соответственно.
TTATTCTCGGCTTCCGGTGTGATTTTACTCTCATGGTTAAGTTTTCAAGAGATTGTCGCY(T/C)GCTGAAAACTTTTTATATTGTTTCGGTATGATCTTGGAGTTTATAGCCTTTGTAAGGTTAAGAATGAAACACCCGGCTGCTTCTAGACCTTATAAGATACCCGTGGGCACTGTTGGATCGR(A/G)TTCTTCTGTGTGTCCCACCGACGATTTTGATCTGTGTCGTGTTGGCTCTTTCTTCACTCAAGGTCATGATCGTTAGY(T/C)GTY(C/T)ATTGCCATATTTTTCGGGTTCGCATTGCAACCGTTTTTAAAGTTTGCCGAGAAGAAAAGATGGCTTAAATTTTCAACTAAAGCCGATCTTCCCG (SEQ ID NO:13)
Также существует четыре SNP-локуса (отмечены полужирным шрифтом) в ампликонах ZVG78snpF/R из ONN687R и H757B/LS10760B-B-17-3-23-5. TaqMan-анализ был разработан для R-локуса на 5'-конце. Последовательностями прямого праймера, обратного праймера, пробы 1 и пробы 2 являются: 5'-GTCCATCTTTCCTCAACGACTTG-3' (SEQ ID NO:14), 5'-CCTAAACGCCTCGAAAAAGCT-3' (SEQ ID NO:15), 5'-6FAM-TTACCATGTCTATAATGC-3' (SEQ ID NO: 16) и 5'-VIC-ATTACCATGTCTGTAATGC-3' (SEQ ID NO: 17), соответственно.
AACTGAGTTCTGTACGCCAGAGATTTGCCCGACCATGACCGCAGGTCCAAAGTAAGTCTTGCTATTGCACATTTGCACGATTAACGGTTTCTTATATAGAAGATACATGATTCTTGAATTTATGTAAATAAAACTTGACAGATATGAATACCGATGGGCTGATGGTGTGCAAATCAAGAAGCCTATTGAAGTTTCGGCTCCAAAGTACGTAGAGTTCTTGATGGATTGGATTGAGTCACAATTGGATGACGAGTCCATCTTTCCTCAACGACTTGGTAATTAGTTAATTACCATGTCTR(G/A)TAATGCATCATTTAATAAAGCTTTTTCGAGGCGTTTAGGAAACTGAAATAGTAATTTTCGATTGY(T/C)CGTGCAGGAGCGCCATTTCCCGCCAATTTTAGGGACGTTGTGAAAACGATATTTAAACGCTTGTTTCGTGTATAY(T/C)GCGCATATCTACCACACR(G/A)CATTTTCAGAAGATTGTGAGTCTTAAAGAAGAAGCCCATCTAAACACTTGTTTCAAGCATTTCATATTGTTTACATGTGTAA (SEQ ID NO:18)
Для двух SNP-маркеров использовали следующие условия ПЦР.
Состав реакционной смеси для ПЦР в реальном времени:
ДНК - 25 нг
1X Taqman Universal PCR Master Mix
Прямой праймер - 22,5 мкМ
Обратный праймер - 22,5 мкМ
Проба 1 - 5 мкМ
Проба 2 - 5 мкМ
Общий объем: 25 мкл
Настройки амплификатора (Bio-Rad iCycler) для проведения ПЦР в реальном времени:
Стадия 1: 95°С - 15 минут
Стадия 2: 94°С - 30 секунд
Стадия 3: 60°С - 1 минута
Стадия 4: повтор стадий 2 и 3 - 65 циклов
Стадия 5: 4°С постоянно
Разработка маркеров вставок-делеций: Были созданы праймеры для амплификации и секвенирования 32 генов, связанных с жирными кислотами, из двух родительских линий ONN687R и H757B/LS10760B-B-17-3-23-5. Семь генов имели полиморфизм, четыре гена слабо амплифицировались, а все другие были мономорфными (таблица 6). Проводили скрининг картируемой популяции ONN687R×H757B/LS10760B-B-17-3-23-5 на все идентифицированные полиморфизмы.
Картирование новых маркеров и детальное картирование QTL низкого содержания стеариновой кислоты: использовали JoinMap 3.0 (Van Ooijen, 2004a) для картирования всех новых идентифицированных полиморфных маркеров. Маркер CRT22 давал значительное нарушение сегрегации и не был картирован. Шесть маркеров, разработанных на основе генов-кандидатов, были картированы на хромосомах, отличных от целевой хромосомы 17 (таблица 6). Семь маркеров - HA0442, ORS565, HT64, ZVG78, KASI-2, KASI-4 и ORS732 - были картированы на хромосоме 17. Гены жирных кислот KASI-2 и KASI-4 были картированы на 17-й хромосоме, но не близко к целевому QTL низкого содержание стеариновой кислоты (фиг.1). С использованием новых картированных маркеров было получено детальное картирование QTL низкого содержания стеариновой кислоты с помощью MapQTL 5 (Van Ooijen, 2004b) в интервале Ha1875-ORS565, который простирается на 27 сМ в верхней теломерной области LG17. Детально картированный QTL имеет значительный показатель сцепления генов 23,2 и объясняет 50,8% вариаций содержания стеариновой кислоты. Новые картированные маркеры можно использовать для облегчения селекции по низкому содержанию стеариновой кислоты в селекционных программах.
Б) Разработка и картирование маркера вставок-делеций для QTL пальмитиновой кислоты
SNP в вставки-делеции наблюдались в последовательностях ампликонов родительских линий H280R[1]/687R-1-8-1 и OND163R с парой праймеров для гена жирных кислот KASIII-2 (таблица 6, фиг.2). Проводили скрининг картируемой популяции H280R[1]/687R-1-8-1×OND163R с этой парой праймеров, и ампликоны разделяли на 3%-ном геле Metaphor. Этот маркер вставки-делеции был локализован внутри QTL низкого содержания пальмитиновой кислоты на группе сцепления 5 (фиг.3) с помощью программы картирования JoinMap 3.0 (Van Ooijen, 2004a).
Таблица 5
Список маркеров, исследованных для заполнения QTL-области низкого содержания стеариновой кислоты |
||||
Название прямого праймера | Последовательность | Название обратного праймера | Последовательность | Примечание |
1) SSR | ||||
HA0953F-HEX | CAAACCAACAACCACCATCA (SEQ ID NO:34) | HA0953R | AAACGACACCGATGAGAACC (SEQ ID NO:35) | Мономорфный |
HA1909F-FAM | CTGAGTTTCGTGTACCATTTCTATTG (SEQ ID NO:36) | HA1909R | ACACCAATCAGTGGGTTTCATC (SEQ ID NO:37) | Плохой маркер |
HA0442F-HEX | TGGAACTGTAAATGGACCCAAG (SEQ ID NO:1) | HA0442 | GCACTGCACCATTTATGAGAAG (SEQ ID NO:2) | Полиморфный |
CRT22F-HEX | TCGAGATGAAACCGAATGAAGAAA (SEQ ID NO:3) | CRT22R | GTTTCTTGGGACTGATATTGCCAAGTGGG (SEQ ID NO:4) | Полиморфный |
ORS297F-FAM | TGCAAAGCTCACACTAACCTG | ORS297R | GTGTCTGCACGAACTGTGGT | Мономорфный |
ZVG76ssrF-FAM | GCACCCTAGAGCTTCATTCG | ZVG76ssrR | AGCCCAAGGATGTTGTTTTG | Мономорфный |
ORS565F | TGGTCAACGGATTTAGAGTCAA (SEQ ID NO:5) | ORS565R | TCCAGTTTGGTCTTGATTTGG (SEQ ID NO:6) | Полиморфный |
ORS732F | GCACGGAACTCCTCAAATGT (SEQ ID NO:7) | ORS732R | GCACGGGAAACAAAGAGTCA (SEQ ID NO:8) | Полиморфный |
2) SNP | ||||
HT57F | GCGATTATTGTTATGGACGC (SEQ ID NO: 19) | HT57R | AGCGGAAACTGTTCTTGTTG (SEQ ID NO:20) | Мономорфный |
HT64F | TTATTCTCGGCTTCCGGT (SEQ ID NO:21) | HT64R | CGGGAAGATCGGCTTTAG (SEQ ID NO:22) | SNP |
HT131F | CGTAACATGCAAGTTGTGGA (SEQ ID NO:23) | HT131R | TGTACTCTAAACGGGCAACC (SEQ ID NO:24) | Мономорфный |
HT134F | AGTCATGCTTGAAGGAGCTG (SEQ ID NO:25) | HT134R | CTCTGTCAGCTTGCAATGAA (SEQ ID NO:26) | Мономорфный |
HT210F | CTAAAACTGTCGCAAGGGAA (SEQ ID NO:27) | HT210R | CCTCCATCAATGGTAAGCAC (SEQ ID NO:28) | SNP |
ZVG76snpF | TCCAACTCATGAACGGACTCT (SEQ ID NO:29) | ZVG76snpR | Такой же как ZVG76ssrR | Мономорфный |
ZVG77snpF | TTGGTGACTCTTGCAGCATC (SEQ ID NO:30) | ZVG77snpR | AAGTTTAAAACCGCGTCGTG (SEQ ID NO:31) | Мономорфный |
ZVG78snpF | TATGAGCCTCTTCGGTCTCG (SEQ ID NO:32) | ZVG78snpR | CACCTTATTCAGCCCCGATA (SEQ ID NO:33) | SNP |
Таблица 6
Изученные гены жирных кислот |
|||
Маркер | Фермент | Результат на популяции с низким содержанием стеариновой кислоты | Положение на карте |
KASIII-1 | Кетоацил-АСР-синтетаза III | Ко-доминантный полиморфизм | LG5 |
KASIII-2 | Кетоацил-АСР-синтетаза III | Неполиморфный | |
KASHI-3 | Кетоацил-АСР-синтетаза III | Слабая амплификация | |
KASI-1 | Кетоацил-АСР-синтетаза I | Неполиморфный | |
KASI-2 | Кетоацил-АСР-синтетаза I | Ко-доминантный полиморфизм | LG17 |
KASI-4 | Кетоацил-АСР-синтетаза I | Ко-доминантный полиморфизм | LG17 |
KASI-3 | Кетоацил-АСР-синтетаза I | Слабая амплификация | |
KASII-1 | Кетоацил-АСР-синтетаза II | Неполиморфный | |
KASII-2 | Кетоацил-АСР-синтетаза II | Слабая амплификация | |
KASII-3 | Кетоацил-АСР-синтетаза II | Ко-доминантный полиморфизм | LG9 |
KAR | Кетоацил-редуктаза | Неполиморфный | |
HAD | Гидроксиацил-АСР-дегидратаза | Неполиморфный | |
Ear1 | Еноил-АСР-редуктаза | Неполиморфный | |
FATA-1 | FATA-тиоэстераза | Неполиморфный | |
FATA-2 | FATA-тиоэстераза | Неполиморфный | |
FATA-3 | FATA-тиоэстераза | Доминантный полиморфизм | LG7 |
FATB-1 | FATB-тиоэстераза | Слабая амплификация | |
FATB-2 | FATB-тиоэстераза | Неполиморфный | |
CT-alpha1 | Белок-переносчик карбоксила АСС→биотин (ассА) | Доминантный полиморфизм | LG10 |
BCCP | Белок-переносчик карбоксила АСС→биотин (ассВ) | Неполиморфный | |
KCS1 | Кетоацил-СоА-синтетаза I | Неполиморфный | |
KCS2 | Кетоацил-СоА-синтетаза II | Неполиморфный | |
KCS3 | Кетоацил-СоА-синтетаза III | Неполиморфный | |
SAD 17 | Стеароил-АСР-десатураза | Ко-доминантный полиморфизм | LG1 |
erLPAT | Лизофосфатидовой кислоты ацил-трансфераза | Неполиморфный | |
erPAP | Фосфатидовой кислоты ацил-трансфераза | Неполиморфный | |
PDPS | Фосфатидилглицерофосфатаза синтетаза | Неполиморфный | |
erLDS | ER-линолеат-десатураза | Неполиморфный | |
FAD6-1 | Олеат-десатураза из пластид | Неполиморфный | |
FAD6-2 | Олеат-десатураза из пластид | Неполиморфный | |
FAD2-1F5-R2 | Олеат-десатураза | Неполиморфный | |
FAD2-1F5-R3 | Олеат-десатураза | Неполиморфный |
Хотя это изобретение описано в определенных вариантах осуществления, настоящее изобретение можно дополнительно модифицировать в границах сущности и объема этого изобретения. Поэтому предполагается, что эта заявка покрывает любые вариации, применение или адаптации изобретения, использующие его основные принципы. Кроме того, предполагается, что эта заявка покрывает отклонения от настоящего описания, возникающие в границах известной или общепринятой практики в области, к которой относится изобретение, и которые попадают в границы приложенной формулы изобретения.
Claims (3)
1. Масло из семян элитного сорта подсолнечника для применения в области пищевых продуктов, имеющее профиль жирных кислот, включающий 3% или меньшей общего содержания взятых вместе пальмитиновой кислоты (16:0) и стеариновой кислоты (18:0).
2. Масло из семян элитного сорта подсолнечника для применения в области пищевых продуктов по п. 1, где масло содержит более 3% общего количества насыщенных жирных кислот.
3. Масло из семян элитного сорта подсолнечника для применения в области пищевых продуктов по п. 1, где масло содержит более 20% общего содержания линолевой кислоты.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US1559107P | 2007-12-20 | 2007-12-20 | |
US61/015,591 | 2007-12-20 | ||
PCT/US2008/087827 WO2009086196A1 (en) | 2007-12-20 | 2008-12-19 | Low saturated-fat sunflower and associated methods |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013125980A Division RU2639561C2 (ru) | 2007-12-20 | 2013-06-05 | Подсолнечник с низким содержанием насыщенных жиров и соответствующие способы |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010130256A RU2010130256A (ru) | 2012-01-27 |
RU2489849C2 true RU2489849C2 (ru) | 2013-08-20 |
Family
ID=40551523
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010130256/10A RU2489849C2 (ru) | 2007-12-20 | 2008-12-19 | Подсолнечник с низким содержанием насыщенных жиров и соответствующие способы |
RU2013125980A RU2639561C2 (ru) | 2007-12-20 | 2013-06-05 | Подсолнечник с низким содержанием насыщенных жиров и соответствующие способы |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013125980A RU2639561C2 (ru) | 2007-12-20 | 2013-06-05 | Подсолнечник с низким содержанием насыщенных жиров и соответствующие способы |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (5) | US9526220B2 (ru) |
EP (3) | EP2586293A1 (ru) |
CN (2) | CN101945573A (ru) |
AR (2) | AR069917A1 (ru) |
AU (1) | AU2008345666B2 (ru) |
CA (2) | CA2896367A1 (ru) |
RU (2) | RU2489849C2 (ru) |
UA (1) | UA105482C2 (ru) |
WO (1) | WO2009086196A1 (ru) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8530724B2 (en) | 2006-07-14 | 2013-09-10 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Altering the fatty acid composition of rice |
AU2013235401A1 (en) * | 2012-03-20 | 2014-10-16 | Dow Agrosciences Llc | Molecular markers for low palmitic acid content in sunflower (Helianthus annus), and methods of using the same |
EP2840886B1 (en) | 2012-04-25 | 2020-08-12 | Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation | High oleic acid oils |
GB201208902D0 (en) * | 2012-05-21 | 2012-07-04 | Univ Nottingham | Method and use |
WO2014070199A1 (en) * | 2012-11-02 | 2014-05-08 | Dow Agrosciences Llc | Manufacture of high purity stearin from high oleic acid and low palmitic acid sunflower oil |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2058849A1 (en) * | 1991-01-09 | 1992-07-10 | Thomas C. Heaton | Sunflower products having lower levels of saturated fatty acids |
EP0496504A1 (en) * | 1991-01-09 | 1992-07-29 | Pioneer Hi-Bred International, Inc. | Sunflower products having lower levels of saturated fatty acids |
RU2147407C1 (ru) * | 1994-01-31 | 2000-04-20 | Консехо Супериор Де Инвестигасионес Сьентификас | Семена подсолнечника и масло, имеющее высокое содержание стеариновой кислоты |
EP1598422A2 (en) * | 1997-04-11 | 2005-11-23 | Calgene LLC | Methods and compositions for synthesis of long chain polyunsaturated fatty acids in plants |
Family Cites Families (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1559107A (en) | 1923-09-26 | 1925-10-27 | Delco Light Co | Engine |
US4810648A (en) | 1986-01-08 | 1989-03-07 | Rhone Poulenc Agrochimie | Haloarylnitrile degrading gene, its use, and cells containing the gene |
US5015580A (en) | 1987-07-29 | 1991-05-14 | Agracetus | Particle-mediated transformation of soybean plants and lines |
US5322783A (en) | 1989-10-17 | 1994-06-21 | Pioneer Hi-Bred International, Inc. | Soybean transformation by microparticle bombardment |
WO1991015578A1 (en) | 1990-04-04 | 1991-10-17 | Pioneer Hi-Bred International, Inc. | Production of improved rapeseed exhibiting a reduced saturated fatty acid content |
US5266317A (en) | 1990-10-04 | 1993-11-30 | University Of Georgia Research Foundation, Inc. | Insect-specific paralytic neurotoxin genes for use in biological insect control: methods and compositions |
GB9104617D0 (en) | 1991-03-05 | 1991-04-17 | Nickerson Int Seed | Pest control |
GB9115909D0 (en) | 1991-07-23 | 1991-09-04 | Nickerson Int Seed | Recombinant dna |
DK39692D0 (da) | 1992-03-25 | 1992-03-25 | Danisco | Biologisk materiale |
EP0652965A1 (en) | 1992-07-27 | 1995-05-17 | Pioneer Hi-Bred International, Inc. | An improved method of agrobacterium-mediated transformation of cultured soybean cells |
US5607914A (en) | 1993-01-13 | 1997-03-04 | Pioneer Hi-Bred International, Inc. | Synthetic antimicrobial peptides |
US5580852A (en) | 1993-12-17 | 1996-12-03 | Pioneer Hi-Bred International, Inc. | Derivatives of tachyplesin having inhibitory activity towards plant pathogenic fungi |
DE4422858C1 (de) * | 1994-06-30 | 1995-07-27 | Henkel Kgaa | Ungesättigte Fettalkohole mit verbessertem Kälteverhalten |
US5659026A (en) | 1995-03-24 | 1997-08-19 | Pioneer Hi-Bred International | ALS3 promoter |
US5994627A (en) | 1995-03-31 | 1999-11-30 | Common Wealth Scientific And Industrial Research Organisation | Genetic sequences conferring nematode resistance in plants and uses therefor |
US6162965A (en) | 1997-06-02 | 2000-12-19 | Novartis Ag | Plant transformation methods |
US5912416A (en) | 1997-08-05 | 1999-06-15 | California Oils Corporation | Safflower products with very high levels of unsaturated fatty acids |
US5959185A (en) | 1998-02-13 | 1999-09-28 | Pioneer Hi-Bred International, Inc. | Soybean variety 95B41 |
US5973234A (en) | 1998-02-13 | 1999-10-26 | Pioneer Hi-Bred International, Inc. | Soybean variety 95B33 |
US6696294B1 (en) | 1998-06-19 | 2004-02-24 | Northwest Plant Breeding Co. | Methods for generating and identifying mutant polyploid plants, and uses therefor |
US5977445A (en) | 1998-06-30 | 1999-11-02 | Pioneer Hi-Bred International, Inc. | Soybean variety 91B64 |
US6175065B1 (en) * | 1999-04-14 | 2001-01-16 | Pioneer Hi-Bred International, Inc. | Inbred sunflower line PHA344 |
US6998516B2 (en) | 2001-02-12 | 2006-02-14 | Monsanto Technology Llc | Transformation and regeneration of sunflower cotyledons |
US6977328B2 (en) | 2002-04-16 | 2005-12-20 | Agrigenetics Inc. | Sunflower seed having low saturated oil content |
CN1636440A (zh) | 2004-12-09 | 2005-07-13 | 武汉大学 | 一种聚合水稻杂种优势基因座的方法 |
WO2007107807A1 (en) * | 2006-03-21 | 2007-09-27 | Avestha Gengraine Technologies Pvt. Ltd | Production of alpha-linolenic acid in sunflower |
JP5937635B2 (ja) | 2014-03-28 | 2016-06-22 | ファナック株式会社 | 電磁接触器の溶着検出機能を有するモータ駆動装置 |
-
2008
- 2008-12-19 CN CN2008801272237A patent/CN101945573A/zh active Pending
- 2008-12-19 CN CN201711070285.6A patent/CN107581074A/zh active Pending
- 2008-12-19 AR ARP080105592A patent/AR069917A1/es active IP Right Grant
- 2008-12-19 WO PCT/US2008/087827 patent/WO2009086196A1/en active Application Filing
- 2008-12-19 EP EP20120196370 patent/EP2586293A1/en not_active Ceased
- 2008-12-19 CA CA2896367A patent/CA2896367A1/en not_active Abandoned
- 2008-12-19 EP EP08867547A patent/EP2234475A1/en not_active Withdrawn
- 2008-12-19 AU AU2008345666A patent/AU2008345666B2/en active Active
- 2008-12-19 RU RU2010130256/10A patent/RU2489849C2/ru active
- 2008-12-19 CA CA2712284A patent/CA2712284C/en active Active
- 2008-12-19 US US12/340,558 patent/US9526220B2/en active Active
- 2008-12-19 EP EP18177991.9A patent/EP3427574A1/en not_active Withdrawn
- 2008-12-19 UA UAA201009032A patent/UA105482C2/ru unknown
- 2008-12-19 US US12/340,525 patent/US9591818B2/en active Active
-
2011
- 2011-01-27 US US13/015,236 patent/US9538715B2/en active Active
- 2011-02-09 US US13/024,002 patent/US9585316B2/en active Active
-
2013
- 2013-06-05 RU RU2013125980A patent/RU2639561C2/ru active
-
2017
- 2017-02-15 US US15/433,836 patent/US10045503B2/en active Active
-
2018
- 2018-10-17 AR ARP180103011A patent/AR113773A2/es unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2058849A1 (en) * | 1991-01-09 | 1992-07-10 | Thomas C. Heaton | Sunflower products having lower levels of saturated fatty acids |
EP0496504A1 (en) * | 1991-01-09 | 1992-07-29 | Pioneer Hi-Bred International, Inc. | Sunflower products having lower levels of saturated fatty acids |
RU2147407C1 (ru) * | 1994-01-31 | 2000-04-20 | Консехо Супериор Де Инвестигасионес Сьентификас | Семена подсолнечника и масло, имеющее высокое содержание стеариновой кислоты |
EP1598422A2 (en) * | 1997-04-11 | 2005-11-23 | Calgene LLC | Methods and compositions for synthesis of long chain polyunsaturated fatty acids in plants |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
COLE G. et al. New sunflower and soybean cultivars for novel vegetable oil types, Lipid/Fett, 1998, v. 100, n. 4-5, pp. 177-181. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US9585316B2 (en) | 2017-03-07 |
US9538715B2 (en) | 2017-01-10 |
CN107581074A (zh) | 2018-01-16 |
AR069917A1 (es) | 2010-03-03 |
US20090181149A1 (en) | 2009-07-16 |
RU2010130256A (ru) | 2012-01-27 |
EP3427574A1 (en) | 2019-01-16 |
US9526220B2 (en) | 2016-12-27 |
CA2712284C (en) | 2021-08-31 |
US20110131689A1 (en) | 2011-06-02 |
CA2896367A1 (en) | 2009-07-09 |
US20090169706A1 (en) | 2009-07-02 |
CN101945573A (zh) | 2011-01-12 |
AU2008345666A1 (en) | 2009-07-09 |
WO2009086196A1 (en) | 2009-07-09 |
RU2639561C2 (ru) | 2017-12-21 |
CA2712284A1 (en) | 2009-07-09 |
US20110145952A1 (en) | 2011-06-16 |
US20170156281A1 (en) | 2017-06-08 |
AU2008345666B2 (en) | 2015-03-26 |
EP2234475A1 (en) | 2010-10-06 |
AR113773A2 (es) | 2020-06-10 |
US10045503B2 (en) | 2018-08-14 |
EP2586293A1 (en) | 2013-05-01 |
US9591818B2 (en) | 2017-03-14 |
UA105482C2 (ru) | 2014-05-26 |
RU2013125980A (ru) | 2014-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10045503B2 (en) | Low saturated-fat sunflower and associated methods | |
US20040187180A1 (en) | Inbred sunflower line H1063R | |
CN111511197B (zh) | 甜菊属栽培品种“16228013” | |
US6229079B1 (en) | Inbred sunflower line D116A | |
US6175065B1 (en) | Inbred sunflower line PHA344 | |
AU2005201520B2 (en) | Cotton cultivar DP 454 BG/RR | |
CN113453541A (zh) | 甜菊栽培品种‘16265046’ | |
RU2420059C2 (ru) | Высокомасличный устойчивый к имидазолинону подсолнечник | |
AU2003231677A1 (en) | Cotton cultivar DP 576 BGII | |
AU2004240175A1 (en) | Cotton cultivar PHY 800 Pima | |
WO2021061805A1 (en) | Stevia cultivar '320032' with super high rebaudioside a content | |
CN115087347A (zh) | 甜菊栽培品种‘18136109’ | |
AU2003246337A1 (en) | Cotton cultivar DP 579 BGII | |
AU2015202496B2 (en) | Low saturated-fat sunflower and associated methods | |
US6229078B1 (en) | Inbred sunflower line PHA305 | |
AU2003231672A2 (en) | Cotton cultivar DP 560 BGII | |
US6184448B1 (en) | Inbred sunflower line C9607CM | |
AU2003231674A2 (en) | Cotton cultivar DP 546 BGII/RR | |
AU2003231673A1 (en) | Cotton cultivar DP 556 BGII/RR | |
AU2006202475A1 (en) | Cotton cultivar DP 510 RR |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |