本發明專利技術涉及肌醇多磷酸2-激酶基因及其用途，具體而言，本發明專利技術涉及植酸生物合成途徑中新鑒定的多核苷酸和多肽，及其變體和衍生物；制備多核苷酸、多肽、變體、衍生物和拮抗劑的方法。特別地，本發明專利技術涉及編碼肌醇多磷酸2-激酶（IPP2-K）的多核苷酸和呈現這樣的活性以降低植酸和/或提高非植酸磷的方式來調節植酸生物合成的多肽，尤其是在玉米或大豆動物飼料中。
【技術實現步驟摘要】
本申請享有2004年9月9日申請的U. S.臨時申請No. 60/608, 244的權益。本專利技術涉及植物分子生物學領域。具體地，本專利技術涉及編碼酶肌醇多磷酸2-激酶(IPP2-K)基因的鑒定和用途，該酶涉及植物中的植酸生物合成途徑，并涉及這些基因及其突變體降低植物種子和含有該種子的食物或飼料中的植酸水平和/或提高含磷的非植酸(non-phytic acid phosphorous)水平的用途。
技術介紹
已經充分認識了磷(pho sphorOU s )在動物營養中的作用。在給動物提供結構的骨骼中發現了動物體內百分之八十的磷。動物百分之二十的磷發現于軟組織中，其中涉及無數的生化反應，包括DNA、RNA、磷脂和一些B族維生素的合成和活性。盡管磷對動物健康是關鍵的，但不是飼料中所有的磷是生物可利用的。myo-肌醇1，2，3，4，5，6-六-kis-磷酸鹽，通常稱為植酸，是許多植物種子和蔬菜組織如根和塊莖中存在的大量分子。植酸鹽(或肌醇六磷酸鹽)是種子中磷的主要存儲形式，通常代表種子全部磷(P)的65%至80%。當非反芻動物食用基于種子的膳食時，所食用的植酸在消化道中形成幾種營養重要礦物質的鹽。這些鹽的排泄降低了磷和礦物質兩者的保留和利用(即，生物利用率)。因此，這導致食用種子的人和動物的礦物質缺乏。此外，動物廢料中結合植酸的磷引起了地表和地下水 的污染。已經提出了幾種方法來降低種子中的植酸內含物對膳食、磷和礦物質保留和環境的負面影響。方法包括通過收集后干涉除去膳食植酸和遺傳上降低種子的植酸含量。US5, 689, 054 (玉米)和US6，111，168 (大豆)中提出了含降低植酸的種子的權利要求。WO00/73473,WO 99/05298,US 6，197，561 和 US 6，291，224 中討論了通過處理肌醇1-磷酸合成酶(myo-1nositol1-phosphate synthase)而改變肌醇六憐酸鹽的水平。W099/37786中討論了通過用肌醇甲基轉移酶分流4-0-甲基內消旋肌醇而改變肌醇六磷酸鹽的水平。US6, 197，561提出了通過改變其他酶的數量來改變肌醇六磷酸鹽的水平，這些酶包括磷脂酰肌醇-3-激酶、myo-肌醇1，3，4-三磷酸5/6-激酶、myo-肌醇單磷酸酶_3、肌醇多磷酸5-磷酸酶、D-myo-肌醇-3-磷酸合酶、D-myo-肌醇三磷酸鹽3-激酶、myo-肌醇轉運蛋白、玉米植酸酶、磷脂酰肌醇轉運蛋白、磷脂酰肌醇-4-磷酸-5-激酶、磷脂酰肌醇-特異性磷脂酶、myo-肌醇單磷酸酶-1、磷脂酰肌醇4-激酶、磷脂酰肌醇(4，5)雙-磷酸5-磷酸酶、磷脂酰肌醇合酶。US6, 399，861、US6, 303，766、US5, 994，628、US5, 714，474 和US5, 543，576中還公開了植酸酶的植物/種子表達，植酸酶是一種能夠降解肌醇六磷酸鹽的酶。US2003/0009011 (W002/059324)公開了肌醇多磷酸激酶基因和用于調節肌醇六磷酸鹽水平的用途，另外提出了鑒定其他肌醇多磷酸激酶基因的保守序列。US2003/0079247(W003/027243)公開了另外的肌醇多磷酸激酶基因，描述為肌醇1，3，4-三磷酸5/6-激酶基因家族。以上US5，689，054中描述的lpa2突變體含有多個該基因家族的突變(請參閱Plant Physiol. 2003 年 2 月；131 (2) :507_15)。盡管這些方法，仍然存在通過降低植酸水平和提高含磷的非植酸水平來提高植物特別是玉米營養成分的需要。IPP2-K酶催化多個導致植酸形成的步驟。它催化，例如ATP+肌醇1，4，5，6_四kis 憐酸鹽(tetrakisphosphate)— ADP+ 肌醇五 kis 憐酸鹽(pentakisphosphate)和 ATP+肌醇 I, 3, 4，5，6 五 kis 磷酸鹽(pentakisphosphate)— ADP+肌醇 I, 2, 3, 4, 5, 6 六磷酸鹽的反應。此外，該酶催化ATP+肌醇1，4，6-三磷酸鹽一ADP+肌醇1，2，6-三磷酸鹽的反應。發育中植物種子中IPP2-K酶活性的降低將中斷植酸合成，因此降低種子中植酸的水平并使得飼喂種子的動物在代謝上更易于利用磷。本專利技術解決了通過提供編碼全部或部分IPP2-K酶的核酸序列和用于操縱植物細胞中植酸生物合成途徑的工具來提高磷酸鹽生物利用率的需要
技術實現思路
根據本專利技術，提供了分離的植物多核苷酸，包括選自以下的成員(a)包括SEQ IDNO:1的多核苷酸；(b)包括與SEQ ID NO:1至少65%的序列同一性的多核苷酸，其中％序列同一性是基于完整的編碼片段并通過使用默認參數的GAPlO分析測定；(c)包括與SEQID N0:1至少46%的序列同一性的多核苷酸，其中％序列同一性是基于完整的編碼片段并通過使用默認參數的GAPlO分析測定；(d)編碼包括SEQ ID NO:2多肽的多核苷酸；(e)包括使用基于SEQ ID NO:1和SEQID NO: 3的引物從植物核酸擴增的核酸序列的多核苷酸；(f)在嚴謹條件下與SEQID NO:1的多核苷酸選擇性雜交的多核苷酸，其中雜交條件包括600C O.1XSSC中的洗滌步驟；(g)編碼玉米肌醇多磷酸-2-激酶的多核苷酸；(h)編碼植物肌醇多磷酸-2-激酶的多核苷酸；(i)與(a)至(h)的多核苷酸互補的多核苷酸。本專利技術還涉及分離的蛋白質，包括選自以下的成員(a)包括SEQ ID N0:2的至少25個連續氨基酸的多肽；(b)包括與全長SEQ ID N0:2相比至少45%序列同一性的多肽，其中百分比序列同一性是基于完整序列長并通過使用默認參數的GAPlO分析測定；(c)由權利要求I的核酸編碼的多肽；(d) SEQ ID NO:1編碼的多肽；和(0具有SEQ ID NO:2所示序列的多肽。本專利技術再一方面是分離的植物多肽，包括具有SEQ ID NO:2至少65%的序列同一性的氨基酸序列，其中多肽具有肌醇多磷酸2-激酶活性。本專利技術的另一方面是破壞植物組織中肌醇多磷酸2-激酶活性水平的方法，包括將植物組織接受誘變；從接受誘變的植物組織或其后代獲得DNA樣品；并測試DNA樣品編碼肌醇多磷酸2-激酶基因的損害。此外，本專利技術涉及含有人工誘導的編碼肌醇多磷酸2-激酶基因損害的玉米種子。此外，本專利技術涉及含有人工誘導的編碼肌醇多磷酸2-激酶基因損害的卡諾拉(canola)(油菜(Brassica napus))種子。再一實施方案中，本專利技術涉及降低動物飼料中植酸水平的方法，包括從含有編碼肌醇多磷酸2-激酶基因損害的植物產生動物飼料，其中動物飼料具有降低水平的可利用肌醇六磷酸鹽。本專利技術還涉及降低動物廢料中磷水平的方法從包括編碼肌醇多磷酸2-激酶基因損害的植物提供動物飼料。此外，本專利技術包括特征在于相對于物種的親本種質具有低含量植酸的谷類植物物種的非致死突變種子，其中突變種子具有改變的肌醇多磷酸2-激酶活性。此外，本專利技術涉及通過將包括SEQ ID NO:2的多肽用作免疫原產生的純化抗體。此外，本專利技術涉及用于轉化植物細胞的載體，包括(a)與以下的基本上互補的反義核苷酸序列(I)編碼肌醇多磷酸2本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種具有通過基因敲除提供的所需性狀的突變植物的生產方法，該方法包括：（a）提供植物花粉或植物種子的集合；（b）用選自UV、γ?照射、X?射線或快中子的照射處理所述植物花粉或植物種子的集合；和（c）選擇具有所需性狀的突變植物。
【技術特征摘要】
2004.09.09 US 60/608,2441.一種具有通過基因敲除提供的所需性狀的突變植物的生產方法，該方法包括 Ca)提供植物花粉或植物種子的集合； (b)用選自UV、y-照射、X-射線或快中子的照射處理所述植物花粉或植物種子的集合；和 (c)選擇具有所需性狀的突變植物。2.根據權利要求1所述的具有通過基因敲除提供的所需性狀的突變植物的生產方法，其中該植物種子的集合是玉米仁或卡諾拉種子的集合。3.根據權利要求1所述的具有通過基因敲除提供的所需性狀...
【專利技術屬性】
技術研發人員：M·A·湯普森，H·J·布特勒，Y·孫，V·K·舒克拉，
申請(專利權)人：美國陶氏益農公司，
類型：發明
國別省市：
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