EA041446B1 - IMBRED TRANSGENIC CANOLA LINE NS-B50027-4 AND ITS SEEDS - Google Patents
IMBRED TRANSGENIC CANOLA LINE NS-B50027-4 AND ITS SEEDS Download PDFInfo
- Publication number
- EA041446B1 EA041446B1 EA201892783 EA041446B1 EA 041446 B1 EA041446 B1 EA 041446B1 EA 201892783 EA201892783 EA 201892783 EA 041446 B1 EA041446 B1 EA 041446B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- plant
- seed
- canola
- dha
- transgenic
- Prior art date
Links
Description
Родственная заявкаRelated application
Данная заявка испрашивает приоритет предварительной заявки на патент США № 62/351250, поданной 16 июня 2017 г. и включенной полностью в настоящий документ посредством ссылки для всех целей.This application claims priority of U.S. Provisional Application No. 62/351,250, filed June 16, 2017, and incorporated herein by reference in its entirety for all purposes.
Перечень последовательностейSequence listing
Настоящая заявка содержит перечень последовательностей, который был представлен в формате ASCII через EFS-Web и полностью включен в настоящий документ посредством ссылки.This application contains a sequence listing that has been submitted in ASCII format via EFS-Web and is incorporated herein by reference in its entirety.
Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention belongs
Варианты осуществления согласно настоящему изобретению относятся к области разведения канолы и сельскохозяйственной продукции, в частности к инбредному семени и растению инбредной трансгенной линии канолы, обозначенной NS-B50027-4, и производным такого инбредного растения; и способам детекции инбредной трансгенной линии канолы NS-B50027-4.Embodiments of the present invention relate to the field of canola breeding and agricultural products, in particular to the inbred seed and plant of an inbred transgenic canola line designated NS-B50027-4 and derivatives of such an inbred plant; and methods for detecting the inbred transgenic canola line NS-B50027-4.
Предпосылки создания изобретенияPrerequisites for the creation of the invention
Канола является важной масличной культурой во многих регионах мира. Композиция жирных кислот масла канолы богата мононенасыщенными и полиненасыщенными жирными кислотами, включая короткоцепочечные омега-3, но не содержит длинноцепочечные жирные кислоты омега-3. Длинноцепочечные жирные кислоты омега-3 (LC-ω3) доказали свою пользу для здоровья, но в настоящее время жирные кислоты LC-ω3 получают главным образом непосредственно из морских водорослей или из морских рыб, питающихся водорослями. Признание диетической важности жирных кислот LC-ω3, особенно докозагексаеновой кислоты (22:6 n-3; DHA), докозапентаеновой кислоты (22:5 n-3; DPA) и эйкозапентаеновой кислоты (20:5 n-3; ЕРА) способствовало резкому увеличению спроса на потребляемый рыбий жир. Таким образом, существует потребность в альтернативных прямых источниках жирных кислот LC-ω3 для потребления человеком. Кроме того, поскольку рыба, выращиваемая на фермах, такая как атлантический лосось, накапливает жирные кислоты пропорционально пищевым жирным кислотам, необходимо поддерживать количество LC-полиненасыщенных жирных кислот (LC-PUFA) в корме для рыб и, в свою очередь, обеспечить присутствие этих жирных кислот в выращиваемой рыбе. Соответственно существует потребность в источниках, богатых LC-PUFA, которые можно использовать в аквакультуре. Например, существует потребность в каноле, которая может продуцировать LC-PUFA, в частности жирную кислоту LC-ω3, такую как DHA, для применения в аквакультуре, а также для непосредственного потребления человеком. Однако несмотря на достижения в селекции растений и манипуляции с помощью молекулярной генетики не существует коммерческих источников масла канолы, которые достигали бы уровня LC-PUFA, вырабатываемого у диких рыб. Кроме того, культивар канолы (не гибрид F1) должен быть гомогенным, гомозиготным и воспроизводимым, чтобы его можно было применять для надежного производства коммерческой культуры. Таким образом, сохраняется потребность в линии канолы, которую можно выращивать как устойчивую культуру, семена которой обеспечивают коммерчески целесообразные количества жирных кислот ω3, LC-PUFA и жирных кислот LC-ω3, таких как DHA.Canola is an important oilseed in many regions of the world. The fatty acid composition of canola oil is rich in monounsaturated and polyunsaturated fatty acids, including short chain omega-3 fatty acids, but does not contain long chain omega-3 fatty acids. Long-chain omega-3 fatty acids (LC-ω3) have proven health benefits, but currently LC-ω3 fatty acids are mainly sourced directly from seaweed or algae-eating marine fish. Recognition of the dietary importance of LC-ω3 fatty acids, especially docosahexaenoic acid (22:6 n-3; DHA), docosapentaenoic acid (22:5 n-3; DPA), and eicosapentaenoic acid (20:5 n-3; EPA) has contributed to a dramatic an increase in the demand for consumed fish oil. Thus, there is a need for alternative direct sources of LC-ω3 fatty acids for human consumption. In addition, since farmed fish, such as Atlantic salmon, accumulate fatty acids in proportion to dietary fatty acids, it is necessary to maintain the amount of LC-polyunsaturated fatty acids (LC-PUFA) in the fish feed and, in turn, ensure the presence of these fatty acids. acids in farmed fish. Accordingly, there is a need for sources rich in LC-PUFA that can be used in aquaculture. For example, there is a need for canola that can produce LC-PUFA, in particular LC-ω3 fatty acid such as DHA, for use in aquaculture as well as for direct human consumption. However, despite advances in plant breeding and manipulation by molecular genetics, there are no commercial sources of canola oil that reach the level of LC-PUFA produced in wild fish. In addition, a canola cultivar (not an F1 hybrid) must be homogeneous, homozygous and reproducible in order to be used for reliable commercial crop production. Thus, there remains a need for a canola line that can be grown as a sustainable crop whose seeds provide commercially viable amounts of ω3 fatty acids, LC-PUFA and LC-ω3 fatty acids such as DHA.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Варианты осуществления, описанные в настоящем документе, обеспечивают инбредную рекомбинантную линию канолы, обозначенную NS-B50027-4, семена которой содержат выгодные уровни ω3 и LC-ω3 жирной кислоты, таким образом обеспечивая возобновляемую наземную систему для производства этих ценных масел. Репрезентативный образец семян инбредной линии канолы NS-B50027-4 депонирован в соответствии с Будапештским договором в Американской коллекции типовых культур (АТСС®) (Manassas, VA) 9 июня 2016 г., и ему присвоен номер доступа РТА-123186 (см. Приложение А). Также в настоящем документе описаны клетки, ткани, семена и масло инбредной линии канолы NS-B50027-4. Комбинация отбора и разведения с трансгенной манипуляцией обеспечивает изменчивость в видах, где эта изменчивость не существует. Например, профиль жирных кислот линии канолы NS-B50027-4, описанный в настоящем документе, не существует в нативных растениях, таких как В. napus; и признаки, описанные в настоящем документе, в частности выгодный признак продукции DHA, были разработаны при значительном техническом вмешательстве человека.The embodiments described herein provide an inbred recombinant canola line, designated NS-B50027-4, whose seeds contain beneficial levels of ω3 and LC-ω3 fatty acid, thus providing a renewable terrestrial system for the production of these valuable oils. A representative seed sample of the inbred canola line NS-B50027-4 was deposited under the Budapest Treaty with the American Type Culture Collection (ATCC®) (Manassas, VA) on June 9, 2016 and assigned accession number PTA-123186 (see Appendix A). ). Also described herein are the cells, tissues, seeds and oil of the inbred canola line NS-B50027-4. The combination of selection and breeding with transgene manipulation provides variability in species where this variability does not exist. For example, the fatty acid profile of the canola line NS-B50027-4 described herein does not exist in native plants such as B. napus; and the features described herein, in particular the advantageous feature of DHA products, have been developed with significant human technical intervention.
В одном аспекте настоящих вариантов осуществления предлагается семя канолы (Brassica napus L.) линии NS-B50027-4, генетически модифицированной канолы культивара AV Jade, который был подвергнут отбору и разведению в стабильную, однородную линию разведения, которая накапливает в своих семенах высокую долю (массовый процент) жирных кислот ω3 и LC-ω3, в частности LC-ω3 PUFA, такую как DHA, относительно общего содержания жирных кислот. Инбредная линия NS-B50027-4 была разработана для обеспечения растений канолы, которые производят семена, содержащие LC-ω3 PUFA, в частности DHA, на уровнях, приближающихся к уровням, обнаруживаемым в некоторых маслах дикой рыбы. Пищевое масло, полученное из NS-850027-4, имеет значительно более высокое содержание DHA, чем другие растения В. napus. Новая однородная линия разведения NS-B50027-4 была разработана путем первоначальной генетической трансформации с последующим тщательным отбором и разведением по признаку высокого содержания DHA в стабильной, высокоурожайной, морфологически пригодной линии канолы.In one aspect of the present embodiments, a canola (Brassica napus L.) seed of line NS-B50027-4, a genetically modified canola cultivar AV Jade, is provided that has been selected and bred into a stable, uniform breeding line that accumulates a high proportion of ( mass percent) of ω3 and LC-ω3 fatty acids, in particular LC-ω3 of PUFA, such as DHA, relative to the total fatty acid content. The inbred line NS-B50027-4 was developed to provide canola plants that produce seeds containing LC-ω3 PUFAs, specifically DHA, at levels approaching those found in some wild fish oils. The edible oil derived from NS-850027-4 has a significantly higher DHA content than other B. napus plants. A new uniform breeding line, NS-B50027-4, was developed through initial genetic transformation followed by careful selection and breeding for high DHA content in a stable, high yielding, morphologically fit canola line.
- 1 041446- 1 041446
Таким образом, по меньшей мере один вариант осуществления, описанный в настоящем документе, относится к семенам инбредной линии канолы NS-B50027-4; растениям, культивированным из семян инбредной линии канолы NS-B50027-4, и их частям, таким как пыльца, семяпочка или семя; и способам получения семени из растения канолы путем культивирования инбредной линии канолы NS-B50027-4 или путем скрещивания инбредной линии канолы NS-B50027-4 с самой собой или с другой канолой или линией Brassica (такой как В. juncea), и получению семени из культивированного потомства. В родственном варианте осуществления предлагается семя канолы или линии Brassica, полученной из NS-B50027-4 путем интрогрессии по меньшей мере одного трансгенного локуса NS-B5OO27-4.Thus, at least one embodiment described herein relates to seeds of the inbred canola line NS-B50027-4; plants cultivated from seeds of the inbred canola line NS-B50027-4 and parts thereof such as pollen, ovule or seed; and methods for producing seed from a canola plant by cultivating an inbred canola line NS-B50027-4 or by crossing an inbred canola line NS-B50027-4 with itself or with another canola or Brassica line (such as B. juncea), and obtaining seed from cultured offspring. In a related embodiment, a seed of a canola or Brassica strain derived from NS-B50027-4 by introgression of at least one NS-B5OO27-4 transgenic locus is provided.
По меньшей мере в одном варианте осуществления предлагается семя популяции растений канолы, полученных способом, описанным в настоящем документе, при этом в указанной популяции в среднем 10-100% ее аллелей получено из линии канолы NS-B5OO27-4. Аналогичным образом настоящие варианты осуществления обеспечивают применение линии канолы NS-B50027-4, сублинии NS-B50027-4, потомства NS-B50027-4 или сублинии, или растения, полученного путем скрещивания NS-B50027-4 со второй канолой или растением Brassica, для разведения или культивирования растения для производства семян, масла, муки или белка.In at least one embodiment, the seed of a population of canola plants produced by the method described herein is provided, wherein said population has an average of 10-100% of its alleles derived from the NS-B5OO27-4 canola line. Similarly, the present embodiments provide for the use of the NS-B50027-4 canola line, NS-B50027-4 subline, NS-B50027-4 progeny or subline, or a plant obtained by crossing NS-B50027-4 with a second canola or Brassica plant, for breeding or cultivating a plant to produce seeds, oil, flour or protein.
По меньшей мере в одном варианте осуществления предлагается семя растения масличного рапса, такого как растение Brassica napus, содержащее в своем геноме по меньшей мере часть генома инбредной линии NS-B50027-4. По меньшей мере в одном варианте осуществления предлагается растение, такое как растение В. napus или В. juncea, содержащее в своем геноме по меньшей мере часть генома инбредной линии NS-B50027-4. По меньшей мере в одном варианте осуществления предлагается клетка растения масличного рапса, такого как растение В. napus или В. juncea, содержащая в своем геноме по меньшей мере часть генома инбредной линии NS-B50027-4. В другом варианте осуществления предлагается геномная ДНК растения масличного рапса, такого как растение В. napus или В. juncea, содержащая по меньшей мере часть генома, например по меньшей мере один трансгенный локус линии NS-B50027-4. По меньшей мере один вариант осуществления, кроме того, относится к семенам, клеткам, тканям, культурам тканей, потомству и потомкам растения, содержащего по меньшей мере часть генома NS-B5OO27-4, выращенного из семени, депонированного в АТСС® под номером доступа РТА-123186. В другом варианте осуществления, кроме того, предлагаются растения, которые могут быть получены (например, путем размножения или разведения) из растения канолы, содержащего по меньшей мере часть генома NS-B50027-4 (такого как растение, выращенное из семени, депонированном в АТСС® под номером доступа РТА-123186).In at least one embodiment, the seed of an oilseed rape plant, such as a Brassica napus plant, is provided, comprising in its genome at least a portion of the genome of the inbred line NS-B50027-4. In at least one embodiment, a plant is provided, such as a B. napus or B. juncea plant, comprising in its genome at least a portion of the genome of the inbred line NS-B50027-4. In at least one embodiment, there is provided a cell of an oilseed rape plant, such as a B. napus or B. juncea plant, comprising in its genome at least a portion of the genome of the inbred line NS-B50027-4. In another embodiment, the genomic DNA of an oilseed rape plant, such as a B. napus or B. juncea plant, is provided, comprising at least a portion of the genome, eg, at least one transgenic locus of the NS-B50027-4 lineage. At least one embodiment further relates to seeds, cells, tissues, tissue cultures, progeny and progeny of a plant containing at least a portion of the NS-B5OO27-4 genome grown from seed deposited with ATCC® under accession number PTA -123186. In another embodiment, further provided are plants that can be obtained (e.g., by propagating or breeding) from a canola plant containing at least a portion of the NS-B50027-4 genome (such as a plant grown from seed deposited with ATCC ® under accession number PTA-123186).
Эталонное семя инбредной линии NS-B50027-4 согласно настоящим вариантам осуществления было депонировано в АТСС® под номером доступа РТА-123186. По меньшей мере в одном варианте осуществления предлагается семя NS-B50027-4, депонированное под номером доступа РТА-123186, которое вырастает в растение канолу, семя которого при обычном сборе содержит по меньшей мере около 5% DHA, около 6% DHA, около 7% DHA, около 8% DHA, около 9% DHA, около 10% DHA, около 11% DHA, около 12% DHA, около 13% DHA, около 14% DHA, около 15% DHA, 16% DHA, включая количества между указанными значениями и при указанных значениях, или более DHA, представленные в массовом проценте (мас.%) от общего содержания жирных кислот в семени.The reference seed of the inbred line NS-B50027-4 according to the present embodiments has been deposited with ATCC® under accession number PTA-123186. In at least one embodiment, NS-B50027-4 seed, deposited under accession number PTA-123186, is provided that grows into a canola plant whose seed contains at least about 5% DHA, about 6% DHA, about 7% when harvested normally. % DHA, about 8% DHA, about 9% DHA, about 10% DHA, about 11% DHA, about 12% DHA, about 13% DHA, about 14% DHA, about 15% DHA, 16% DHA, including amounts between the specified values and at the specified values, or more DHA, presented in mass percent (wt.%) of the total fatty acids in the seed.
По меньшей мере в одном варианте осуществления семя, депонированное в АТСС® под номером доступа РТА-123186, представляет собой партию семян, состоящую по меньшей мере приблизительно на 95% из инбредных трансгенных семян, содержащих трансгены элитного события NS-B50027-4, которые вырастают в растение канолу, семена которого содержат по меньшей мере 5% DHA, около 6% DHA, около 7% DHA, около 8% DHA, около 9% DHA, около 10% DHA, около 11% DHA, около 12% DHA, около 13% DHA, около 14% DHA, около 15% DHA, около 16% DHA, включительно, или более DHA, в мас.% от общего содержания жирных кислот в семени.In at least one embodiment, the seed deposited with the ATCC® under accession number PTA-123186 is a seed lot consisting of at least about 95% inbred transgenic seeds containing the NS-B50027-4 elite event transgenes that grow in a canola plant whose seeds contain at least 5% DHA, about 6% DHA, about 7% DHA, about 8% DHA, about 9% DHA, about 10% DHA, about 11% DHA, about 12% DHA, about 13% DHA, about 14% DHA, about 15% DHA, about 16% DHA, inclusive, or more DHA, in wt.% of the total fatty acids in the seed.
Семя, депонированное в АТСС® под номером доступа РТА-123186, представляет собой партию семян, состоящую по меньшей мере приблизительно на 95% или более чем на 95% из трансгенных семян, гомозиготных по трансгенной ДНК и содержащих элитное событие NS-B50027-4, которые вырастают в растение канолу, семена которого содержат по меньшей мере около 5% LC-PUFA, около 6% LC-PUFA, около 7% LC-PUFA, около 8% LC-PUFA, около 9% LC-PUFA, около 10% LC-PUFA, около 11% LC-PUFA, около 12% LC-PUFA, около 13% LC-PUFA, около 14% LC-PUFA, около 15% LC-PUFA, около 16% LC-PUFA, около 17% LC-PUFA, около 18% LC-PUFA, около 19% LC-PUFA, около 20% LC-PUFA включительно или более LC-PUFA в виде суммы ЕРА, DPA и DHA в мас.% от общего содержания жирных кислот в семени. Семя или масло семени этой линии может содержать примерно 20-35 мас.% LC-PUFA включительно.Seed deposited with ATCC® under accession number PTA-123186 is a seed lot consisting of at least about 95% or more than 95% transgenic seeds homozygous for the transgenic DNA and containing elite event NS-B50027-4, which grow into a canola plant whose seeds contain at least about 5% LC-PUFA, about 6% LC-PUFA, about 7% LC-PUFA, about 8% LC-PUFA, about 9% LC-PUFA, about 10% LC-PUFA, about 11% LC-PUFA, about 12% LC-PUFA, about 13% LC-PUFA, about 14% LC-PUFA, about 15% LC-PUFA, about 16% LC-PUFA, about 17% LC -PUFA, about 18% LC-PUFA, about 19% LC-PUFA, about 20% LC-PUFA inclusive or more LC-PUFA as the sum of EPA, DPA and DHA in wt.% of the total fatty acids in the seed. The seed or seed oil of this line may contain about 20-35 wt.% LC-PUFA, inclusive.
По меньшей мере в одном варианте осуществления предлагается партия семян гибридного семени, полученного путем скрещивания мужской стерильной канолы или линии Brassica со второй линией канолы или Brassica, обе из которых являются гомозиготными по элитному событию NS-B50027-4, при этом гибридное семя содержит по меньшей мере около 5% DHA, около 6% DHA, около 7% DHA, около 8% DHA, около 9% DHA, около 10% DHA, около 11% DHA, около 12% DHA, около 13% DHA, околоIn at least one embodiment, there is provided a seed batch of hybrid seed obtained by crossing a male sterile canola or Brassica line with a second canola or Brassica line, both of which are homozygous for the NS-B50027-4 elite event, wherein the hybrid seed contains at least about 5% DHA, about 6% DHA, about 7% DHA, about 8% DHA, about 9% DHA, about 10% DHA, about 11% DHA, about 12% DHA, about 13% DHA, about
- 2 041446- 2 041446
14% DHA, около 15% DHA, около 16% DHA, около 17% DHA, около 18% DHA, около 19% DHA, около 20% DHA включительно или более DHA в мас.% от общего содержания жирных кислот в семени.14% DHA, about 15% DHA, about 16% DHA, about 17% DHA, about 18% DHA, about 19% DHA, about 20% DHA inclusive or more DHA in wt.% of the total fatty acids in the seed.
В одном аспекте настоящих вариантов осуществления предлагается семя или потомство семени, которое можно получить или которое получено из депонированного семени, культивированного и скрещенного по меньшей мере один раз с другой канолой или Brassica (например, интрогрессия другой канолой или растением Brassica с таким же или другим генетическим фоном), при этом семя можно высеять и культивировать, и при этом семя, полученное от такого потомства, может иметь по существу такой же фенотип (признак) масла семян, как у NS-B50027-4. В некоторых вариантах осуществления относительные доли содержания жирных кислот в семени или масле семени такого семени потомства являются сходными с таковым для NS-B50027-4, но с более высоким выходом, чем NS-B50027-4. В некоторых вариантах осуществления такое семя или масло семени потомства может содержать более высокую долю LC-PUFA, например ЕРА, DPA или DHA, чем в семени NS-B50027-4. В некоторых вариантах осуществления такое семя потомства может содержать соотношения не-LC-PUFA, например олеиновой, линолевой, пальмитолеиновой, вакценовой или линоленовой кислот, отличающиеся от их содержания в семени или в масле семени NS-B50027-4. В некоторых вариантах осуществления при обычном сборе содержание жирных кислот в семени потомства, происходящем из NS-B5OO27-4, составляет по меньшей мере 5% DHA, около 6% DHA, около 7% DHA, около 8% DHA, около 9% DHA, около 10 % DHA, около 11% DHA, около 12% DHA, около 13% DHA, около 14% DHA, около 15% DHA, около 16% DHA, около 17% DHA, около 18% DHA, около 19% DHA, около 20 % DHA, около 21% DHA, около 22% DHA, около 23% DHA, около 24% DHA, около 25% DHA, около 26%, около 27% DHA, около 28% DHA, около 29% DHA, около 30% DHA включительно или более DHA, в мас.% от общего содержания жирных кислот в семени. Например, семя такого потомства может содержать 20-35% DHA включительно в мас.% от общего содержания жирных кислот в семени. В некоторых вариантах осуществления при обычном сборе содержание жирных кислот в таком семени потомства, происходящем из NS-B50027-4, составляет по меньшей мере около 5% LC-PUFA, около 6% LC-PUFA, около 7% LC-PUFA, около 8% LC -PUFA, около 9% LC-PUFA, около 10% LC-PUFA, около 11% LC-PUFA, около 12% LC-PUFA, около 13% LC-PUFA, около 14% LC-PUFA, около 15% LC -UFA, около 16% LC-PUFA, около 17% LC-PUFA, около 18% LC-PUFA, около 19% LC-PUFA, около 20% LC-PUFA, около 21% LC-PUFA, около 22% LC- PUFA, около 23% LC-PUFA, около 24% LC-PUFA, около 25% LC-PUFA, включительно, или более LC-PUFA, в виде суммы ЕРА, DPA и DHA в мас.% от общего содержания жирных кислот в семени. Например, семя такого потомства может содержать около 20-40% LC-PUFA (в мас.% от общего содержания жирных кислот) включительно.In one aspect of the present embodiments, a seed or seed progeny is provided that is obtainable or that is derived from a deposited seed that has been cultured and crossed at least once with another canola or Brassica (e.g., introgression with another canola or a Brassica plant with the same or different genetic background), while the seed can be sown and cultivated, and the seed obtained from such progeny can have essentially the same seed oil phenotype (trait) as NS-B50027-4. In some embodiments, the relative proportions of fatty acids in the seed or seed oil of such seed progeny are similar to those of NS-B50027-4, but with a higher yield than NS-B50027-4. In some embodiments, such progeny seed or seed oil may contain a higher proportion of LC-PUFA, such as EPA, DPA, or DHA, than NS-B50027-4 seed. In some embodiments, such progeny seed may contain ratios of non-LC-PUFA, such as oleic, linoleic, palmitoleic, vaccenic, or linolenic acids, different from their content in the seed or seed oil of NS-B50027-4. In some embodiments, during normal harvesting, the fatty acid content of the progeny seed derived from NS-B5OO27-4 is at least 5% DHA, about 6% DHA, about 7% DHA, about 8% DHA, about 9% DHA, about 10% DHA, about 11% DHA, about 12% DHA, about 13% DHA, about 14% DHA, about 15% DHA, about 16% DHA, about 17% DHA, about 18% DHA, about 19% DHA, about 20% DHA, about 21% DHA, about 22% DHA, about 23% DHA, about 24% DHA, about 25% DHA, about 26%, about 27% DHA, about 28% DHA, about 29% DHA, about 30% DHA inclusive or more DHA, in wt.% of the total fatty acids in the seed. For example, the seed of such progeny may contain 20-35% DHA, inclusive, in wt.% of the total fatty acid content in the seed. In some embodiments, upon normal harvesting, the fatty acid content of such progeny seed derived from NS-B50027-4 is at least about 5% LC-PUFA, about 6% LC-PUFA, about 7% LC-PUFA, about 8 % LC-PUFA, about 9% LC-PUFA, about 10% LC-PUFA, about 11% LC-PUFA, about 12% LC-PUFA, about 13% LC-PUFA, about 14% LC-PUFA, about 15% LC-UFA, about 16% LC-PUFA, about 17% LC-PUFA, about 18% LC-PUFA, about 19% LC-PUFA, about 20% LC-PUFA, about 21% LC-PUFA, about 22% LC - PUFA, about 23% LC-PUFA, about 24% LC-PUFA, about 25% LC-PUFA, inclusive, or more LC-PUFA, as the sum of EPA, DPA and DHA in wt.% of the total fatty acids in seed. For example, the seed of such progeny may contain about 20-40% LC-PUFA (wt.% of total fatty acids), inclusive.
По меньшей мере в одном варианте осуществления семя NS-B50027-4 содержит существенно больше ω3 ALA, чем обычные сорта канолы. Например, при обычном сборе содержание жирных кислот в семени NS-B50027-4 или его потомства составляет по меньшей мере около 15% ALA, около 15% ALA, около 17% ALA, около 18% ALA, около 19% ALA, около 20% ALA, около 21% ALA, около 22% ALA, около 23% ALA, около 24% ALA, около 25% ALA, около 26% ALA, включительно, или более ALA в мас.% от общего содержания жирных кислот в семени.In at least one embodiment, NS-B50027-4 seed contains substantially more ω3 ALA than conventional canola varieties. For example, when harvested normally, the fatty acid content of NS-B50027-4 seed or progeny is at least about 15% ALA, about 15% ALA, about 17% ALA, about 18% ALA, about 19% ALA, about 20% ALA, about 21% ALA, about 22% ALA, about 23% ALA, about 24% ALA, about 25% ALA, about 26% ALA, inclusive, or more ALA in wt.% of the total fatty acids in the seed.
В другом аспекте настоящих вариантов осуществления предлагается масло с выгодными уровнями жирной кислоты ω3 и жирной кислоты LC-ω3, при этом состав жирных кислот содержит более высокое отношение жирных кислот ω3:ω6 по сравнению с обычным коммерческим маслом канолы. Например, в одном варианте осуществления масло семени из NS-B50027-4 имеет отношение EPA/DPA/DHA(ω3):LA(ω6) около 1,25. Для сравнения масло семени из AV Jade (которое не содержит EPA/DPA/DHA) имеет отношение ω3:ω6, равное около 0,5. Кроме того, масло из родительской линии AV Jade не содержит DHA, поэтому не имеет отношения DHA:LA; в то время как иллюстративное масло из NS-B50027-4 имеет отношение DHA:LA, равное около 1,05; по сравнению с маслом из выращенного на ферме лосося, которое имеет отношение DHA:LA около 0,908. Соотношения жирных кислот ω3 из NS-B50027-4 являются особенно предпочтительными в отношении пальмитиновой кислоты. В частности, масло из родительской линии AV Jade не содержит DHA и поэтому не имеет отношения DHA:пальмитат; в противоположность этому, образцовое масло из NS-B50027-4 имеет отношение DHA:пальмитат, равное около 2,12; для сравнения масло из выращенного на ферме лосося имеет отношение DHA:пальмитат, равное около 0,59, и масло из дикого лосося имеет отношение DHA:пальмитат, равное около 1,02. По меньшей мере в одном варианте осуществления отношение жирных кислот ω3:ω6 в масле семян NS-B50027-4 составляет около 3-7 включительно, например отношение жирных кислот ω3:ω6 составляет около 3, около 3,5, около 4, около 4,5, около 5, около 5,5, около 6, около 6,5 или около 7. Потомство, гибрид, растения, полученные путем интрогрессивной гибридизации и другие такие растения, происходящие из NS-B50027-4, имеют сходные или выгодные соотношения ω3:ω6.In another aspect of the present embodiments, an oil is provided with advantageous levels of ω3 fatty acid and LC-ω3 fatty acid, wherein the fatty acid composition contains a higher ratio of ω3:ω6 fatty acids compared to conventional commercial canola oil. For example, in one embodiment, the seed oil from NS-B50027-4 has an EPA/DPA/DHA(ω3):LA(ω6) ratio of about 1.25. In comparison, AV Jade seed oil (which does not contain EPA/DPA/DHA) has a ω3:ω6 ratio of about 0.5. In addition, the oil from the AV Jade parent line does not contain DHA, so it does not have a DHA:LA relationship; while exemplary oil from NS-B50027-4 has a DHA:LA ratio of about 1.05; compared to farm-raised salmon oil, which has a DHA:LA ratio of about 0.908. The ω3 fatty acid ratios of NS-B50027-4 are particularly preferred for palmitic acid. In particular, the oil from the AV Jade parent line does not contain DHA and therefore does not have a DHA:palmitate relationship; in contrast, the reference oil from NS-B50027-4 has a DHA:palmitate ratio of about 2.12; in comparison, farmed salmon oil has a DHA:palmitate ratio of about 0.59 and wild salmon oil has a DHA:palmitate ratio of about 1.02. In at least one embodiment, the ω3:ω6 fatty acid ratio in NS-B50027-4 seed oil is about 3-7 inclusive, e.g., the ω3:ω6 fatty acid ratio is about 3, about 3.5, about 4, about 4, 5, about 5, about 5.5, about 6, about 6.5, or about 7. Progeny, hybrid, introgressive hybridization plants, and other such plants derived from NS-B50027-4 have similar or advantageous ω3 ratios :ω6.
В другом аспекте настоящих вариантов осуществления масло, липид, ω3-FA, LC-PUFA или DHA из семени инбредной линии NS-B50027-4 или потомства, происходящего от него, используют в качестве пищевого продукта или в пищевом продукте (продукт питания или пищевой материал, включая напитки) или в качестве биологически активных пищевых добавок (добавок к пищевым продуктам) для людей или животных. По меньшей мере в одном варианте осуществления масло, липид, ω3-FA, LC-PUFA или DHAIn another aspect of the present embodiments, the oil, lipid, ω3-FA, LC-PUFA, or DHA from the seed or progeny of the inbred line NS-B50027-4 is used as a food product or in a food product (food or food material). , including drinks) or as dietary supplements (food additives) for humans or animals. In at least one embodiment, oil, lipid, ω3-FA, LC-PUFA, or DHA
- 3 041446 из семени события NS-B50027-4 используют для дополнения пищи или пищевых добавок для применения в аквакультуре. По меньшей мере в одном варианте осуществления масло, липид, ω3-FA, LC-PUFA или DHA из семени инбредной линии NS-B50027-4 используют в качестве фармацевтической композиции или в фармацевтической композиции. В других вариантах осуществления такое масло, липид, ω3-FA, LC-PUFA, ω3 LC-PUFA или DHA получают из линий, выведенных из NS-B50027-4.- 3 041446 from event seed NS-B50027-4 is used to supplement food or food additives for aquaculture applications. In at least one embodiment, the oil, lipid, ω3-FA, LC-PUFA or DHA from the seed of the inbred line NS-B50027-4 is used as a pharmaceutical composition or in a pharmaceutical composition. In other embodiments, such an oil, lipid, ω3-FA, LC-PUFA, ω3 LC-PUFA, or DHA is obtained from lines derived from NS-B50027-4.
В другом аспекте настоящих вариантов осуществления муку или белок, полученный из муки семени, полученной из семени инбредной линии NS-B50027-4 или потомства, полученного из него, используют в качестве пищевого продукта (продукт питания или пищевой материал) или в качестве пищевых добавок (добавок к пище) для людей или животных. По меньшей мере в одном варианте осуществления муку, произведенную из семени NS-B50027-4 или потомства, полученного из него, используют в качестве добавки к корму или кормовых добавок для использования в аквакультуре. По меньшей мере в одном варианте осуществления белок, произведенный из семени NS-B5OO27-4 или потомства, полученного из него, используют для дополнения корма или кормовых добавок для использования в аквакультуре.In another aspect of the present embodiments, the flour or protein obtained from the seed flour obtained from the seed of the inbred line NS-B50027-4 or the progeny derived from it is used as a food product (food or food material) or as food additives ( food additives) for humans or animals. In at least one embodiment, flour produced from the seed of NS-B50027-4 or progeny derived from it is used as a feed additive or feed additives for use in aquaculture. In at least one embodiment, a protein derived from or progeny derived from NS-B5OO27-4 seed is used to supplement feed or feed additives for use in aquaculture.
В одном аспекте настоящих вариантов осуществления предлагается способ увеличения LC-PUFA в растении путем обеспечения (например, путем генетической трансформации или разведения) растения множественными копиями генетических конструкций, экспрессирующих некоторые front end ферменты пути биосинтеза LC-PUFA. Например, хотя не все из ферментов А6-десатураз, А5-десатураз, А5-элонгаз и ω3/Δ15-десатураз могут рассматриваться исключительно как front end десатуразы или элонгазы, в конкретных вариантах осуществления эти гены собраны в искусственный локус, усиливающий продукцию LC-PUFA, например ЕРА, DPA или DHA, в трансгенном растении, которое экспрессирует другие гены, необходимые для синтеза LC-PUFA. В конкретных вариантах осуществления искусственный локус, содержащий некоторые front end гены, включает по меньшей мере одну из А6-десатуразы, происходящей из Micromonas pusilla, Δ-5-элонгазы, происходящей из Pyramimonas cordata, Δ5-десатуразы, происходящей из Pavlova salina, или Δ15/ω3-десатуразы, происходящей из Pichia pastoris. В конкретных вариантах осуществления искусственный локус, содержащий некоторые front end гены пути биосинтеза LC-PUFA, содержит Δ6-десатуразу, происходящую из Micromonas pusilla, Δ5-элонгазу, происходящую из Pyramimonas cordata, Δ5-десатуразу, происходящую из Pavlova salina, и Δ15/ω3, происходящую из Pichia pastoris. В конкретном варианте осуществления эта трансгенная вставка их четырех генов сегрегирована из NS-B50027-4 (например, путем ауткроссинга хромосомы А02) и введена в линию растения-реципиента с использованием стандартных методов разведения растений.In one aspect of the present embodiments, a method for increasing LC-PUFA in a plant is provided by providing (eg, by genetic transformation or breeding) to the plant multiple copies of genetic constructs expressing certain front end enzymes of the LC-PUFA biosynthetic pathway. For example, while not all of the enzymes A6-desaturases, A5-desaturases, A5-elongases, and ω3/Δ15-desaturases can be considered solely as the front end of a desaturase or elongase, in specific embodiments, these genes are assembled into an artificial locus that enhances the production of LC-PUFA , for example EPA, DPA or DHA, in a transgenic plant that expresses other genes required for LC-PUFA synthesis. In specific embodiments, the artificial locus containing some front end genes includes at least one of Micromonas pusilla-derived A6-desaturase, Pyramimonas cordata-derived Δ-5-elongase, Pavlova salina-derived Δ5-desaturase, or Δ15 /ω3-desaturase derived from Pichia pastoris. In specific embodiments, an artificial locus containing some front end genes of the LC-PUFA biosynthetic pathway contains Δ6-desaturase derived from Micromonas pusilla, Δ5-elongase derived from Pyramimonas cordata, Δ5-desaturase derived from Pavlova salina, and Δ15/ω3 originating from Pichia pastoris. In a particular embodiment, this transgenic insert of four genes is segregated from NS-B50027-4 (eg, by outcrossing the A02 chromosome) and introduced into a recipient plant line using standard plant breeding techniques.
В одном из аспектов описанных вариантов осуществления предлагается новая линия разведения канолы, обозначенная NS-B50027-4, и растение масличного рапса, такое как Brassica napus L. или В. juncea, содержащее в своем ядерном геноме элитное событие NS-B50027-4. Растения канолы, содержащие генетическое событие линии NS-B50027-4, способны к спецефичной для семени продукции жирных кислот, которые содержат больше LC-PUFA, чем жирные кислоты, продуцируемые у обычных растений канолы. Растения канолы имбредной линии NS-B50027-4 демонстрируют другие агрономические продуктивные признаки, которые по существу эквивалентны нетрансгенным изогенным линиям растения канолы; но такие признаки отличаются от других линий, чтобы обеспечить независимую линию или культивар, обозначенный NS-B50027-4. Репрезентативный образец семени инбредной линии канолы NS-B50027-4 депонирован в АТСС® и получил номер доступа РТА-123186.In one aspect of the described embodiments, a novel canola breeding line, designated NS-B50027-4, and an oilseed rape plant such as Brassica napus L. or B. juncea containing the NS-B50027-4 elite event in its nuclear genome are provided. Canola plants containing the genetic event line NS-B50027-4 are capable of seed-specific production of fatty acids that contain more LC-PUFA than the fatty acids produced in normal canola plants. Canola plants of the inbred line NS-B50027-4 exhibit other agronomic productive traits that are substantially equivalent to non-transgenic isogenic canola plant lines; but such characters are distinguished from other lines to provide an independent line or cultivar designated NS-B50027-4. A representative seed sample of the inbred canola line NS-B50027-4 was deposited with ATCC® and received accession number PTA-123186.
По меньшей мере один вариант осуществления относится к трансгенным семенам канолы, растениям или частям растений, их тканям или клеткам, имеющим стабильно интегрированную в геном по меньшей мере одну трансгенную вставку, содержащую кассету экспрессии, содержащую шестнадцать гетерологичных генов, при этом трансгены оптимизированы по кодонам для экспрессии растения и кодируют Δ4-десатуразу, происходящую из Pavlova salina, Δ5-десатуразу, происходящую из Pavlova salina, Δ5-элонгазу, происходящую из Pyramimonas cordata, Δ6-десатуразу, происходящую из Micromonas pusilla, Δ6-элонгазу, происходящую из Pyramimonas cordata, Δ12-десатуразу, происходящую из Lachancea kluyveri, Δ15/ω3-десатуразу, происходящую из Pichia pastoris, и по меньшей мере один участок прикрепления к матриксу (MAR), происходящий из Nicotiana tabacum, и селектируемый маркерный ген; и по меньшей мере одну трансгенную вставку, содержащую кассету экспрессии, содержащую четыре гетерологичных гена, при этом трансгены оптимизированы по кодонам для экспрессии растения и кодируют трансгены Δ6-десатуразу, происходящую из Micromonas pusilla, Δ5-элонгазу, происходящую из Pyramimonas cordata, Δ5-десатуразу, происходящую из Pavlova salina, Δ15/ω3-десатуразу, происходящую из Pichia pastoris, и по меньшей мере один MAR, происходящий из Nicotiana tabacum. Инбредная трансгенная линия NS-B5OO27-4 иллюстрирует этот вариант осуществления, и репрезентативный образец семян с этими гетерологичными генами депонирован в АТСС® под номером доступа РТА-123186.At least one embodiment relates to transgenic canola seeds, plants or plant parts, tissues or cells thereof, having at least one transgenic insert stably integrated into the genome, containing an expression cassette containing sixteen heterologous genes, wherein the transgenes are codon-optimized for plant expression and encode Δ4-desaturase derived from Pavlova salina, Δ5-desaturase derived from Pavlova salina, Δ5-elongase derived from Pyramimonas cordata, Δ6-desaturase derived from Micromonas pusilla, Δ6-elongase derived from Pyramimonas cordata, Δ12 a desaturase derived from Lachancea kluyveri, Δ15/ω3-desaturase derived from Pichia pastoris, and at least one matrix attachment site (MAR) derived from Nicotiana tabacum and a selectable marker gene; and at least one transgene insert containing an expression cassette containing four heterologous genes, wherein the transgenes are codon-optimized for plant expression and encode the transgenes Δ6-desaturase derived from Micromonas pusilla, Δ5-elongase derived from Pyramimonas cordata, Δ5-desaturase derived from Pavlova salina, Δ15/ω3-desaturase derived from Pichia pastoris, and at least one MAR derived from Nicotiana tabacum. The inbred transgenic line NS-B5OO27-4 illustrates this embodiment, and a representative sample of seeds with these heterologous genes is deposited with ATCC® under accession number PTA-123186.
Кроме того, в одном аспекте настоящих вариантов осуществления предлагаются способы идентификации трансгенного растения, или его клеток или тканей, содержащих трансгенный признак (элитное событие) инбредной линии канолы NS-B50027-4, при этом указанный способ основан на идентификации присутствия характерных молекул ДНК, которые имеют определенные нуклеотидные последовательности или кодируют конкретные аминокислоты. Например, такие характерные молекулы ДНК содержатIn addition, in one aspect of the present embodiments, methods are provided for identifying a transgenic plant, or cells or tissues thereof, containing a transgenic trait (elite event) of an inbred canola line NS-B50027-4, wherein said method is based on identifying the presence of characteristic DNA molecules that have specific nucleotide sequences or code for specific amino acids. For example, such characteristic DNA molecules contain
- 4 041446 последовательности длиной по меньшей мере 15 п.о. (пар оснований), по меньшей мере 20 п.о., по меньшей мере 30 п.о. включительно, которые содержат сайт встраивания или присоединения события, т.е. фрагмент встроенной чужеродной ДНК, содержащей гены синтеза жирной кислоты LC-ω3, и фрагмент генома канолы (5'- или 3'-фланкирующие области для каждой вставки), состыкованные друг с другом, что дает возможность специфической идентификации NS-B50027-4. В качестве другого примера этого аспекта, в способе идентификации NS-B50027-4 может быть использован набор праймеров для идентификации ряда трансгенов и фланкирующих областей. Варианты осуществления также относятся к растениям, идентифицированным способами, описанными в настоящем документе.- 4 041446 sequences at least 15 bp long. (base pairs), at least 20 bp, at least 30 bp inclusive, which contain the site of embedding or attaching an event, i.e. a fragment of an inserted foreign DNA containing LC-ω3 fatty acid synthesis genes and a fragment of the canola genome (5'- or 3'-flanking regions for each insert) docked to each other, which allows specific identification of NS-B50027-4. As another example of this aspect, the NS-B50027-4 identification method can use a primer set to identify a number of transgenes and flanking regions. Embodiments also apply to plants identified by the methods described herein.
В некоторых вариантах осуществления предлагаются композиции, полезные в анализах PCR с конкурентными аллелями (в которых два аллель-специфических прямых праймера распознают SNP), в анализах методом цифровой капельной PCR (ddPCR), анализах методом количественной PCR (qPCR), паралог-специфических анализах и в анализах для тестирования случайного присутствия (АР). Конкретные варианты осуществления праймеров, полезных для проведения анализов KASP для детекции генетических признаков NS-B50027-4, особенно полезных в исследованиях интрогрессии и развитии гибридов, включают праймеры, представленные в SEQ ID NO: 1-90, или их комплементы. По меньшей мере некоторые из этих праймеров или их комплементов могут быть включены в набор для идентификации NS-B50027-4, потомства NS-B50027-4, или других растений или растительных материалов, содержащих по меньшей мере частичный геном NS-B50027-4.In some embodiments, compositions are provided useful in allele-competitive PCR assays (in which two allele-specific forward primers recognize SNPs), digital droplet PCR (ddPCR) assays, quantitative PCR (qPCR) assays, paralog-specific assays, and in random presence (AR) assays. Particular embodiments of primers useful in performing KASP assays to detect genetic traits of NS-B50027-4, particularly useful in introgression studies and hybrid development, include the primers shown in SEQ ID NOs: 1-90, or complements thereof. At least some of these primers or their complements may be included in a kit to identify NS-B50027-4, progeny of NS-B50027-4, or other plants or plant materials containing at least a partial NS-B50027-4 genome.
В родственном аспекте предлагается геномная ДНК, полученная или происходящая из растений, содержащих по меньшей мере часть геномной ДНК линии NS-B50027-4, в частности, области генома, включающие трансгены или их области соединения. Такая геномная ДНК может быть использована, например, в качестве референсного контрольного материала в описанных в настоящем документе идентификационных анализах.In a related aspect, there is provided genomic DNA obtained from or derived from plants containing at least a portion of the genomic DNA of the NS-B50027-4 lineage, in particular regions of the genome comprising transgenes or junction regions thereof. Such genomic DNA can be used, for example, as a reference control material in the identification assays described herein.
Краткое описание фигурBrief description of the figures
На фиг. 1 представлена схема, на которой показаны ферменты, введенные в трансгенные растения для обеспечения пути биосинтеза для синтеза DHA.In FIG. 1 is a diagram showing enzymes introduced into transgenic plants to provide a biosynthetic pathway for DHA synthesis.
На фиг. 2 показан график выхода зерна, построенный в зависимости от прогнозируемого уровня DHA, в кг/га, по восьми участкам культивирования. ♦ обозначает DHA, кг/га; — обозначает прямую линию DHA кг/га; у=29,296х+2,8315; R2=0,8567.In FIG. 2 shows a plot of grain yield plotted against predicted DHA levels, in kg/ha, across eight cultivation sites. ♦ stands for DHA, kg/ha; - indicates a straight line DHA kg/ha; y=29.296x+2.8315; R 2 =0.8567.
На фиг. 3 показан график выхода зерна в зависимости от прогнозируемого уровня LC-PUFA (EPA, DPA и DHA) в кг/га по восьми участкам. ♦ обозначает LC-PUFA в кг/га; — обозначает прямую линию LC-PUFA в кг/га; у=34,043х+3,4049; R2=0,8636.In FIG. 3 shows a plot of grain yield versus predicted LC-PUFA (EPA, DPA and DHA) levels in kg/ha for eight plots. ♦ denotes LC-PUFA in kg/ha; - denotes a straight line LC-PUFA in kg/ha; y=34.043x+3.4049; R 2 =0.8636.
На фиг. 4 показана блок-схема, которая описывает возможную обработку и потоки продуктов из собранного семени трансгенной канолы, которое содержит жирные кислоты ω3. Прямоугольники с закругленными краями обозначают продукты или фракции процесса; овалы обозначают стадии обработки; прямоугольники с острыми углами обозначают возможное применение продукта.In FIG. 4 is a block diagram that describes possible processing and product flows from harvested transgenic canola seed that contains ω3 fatty acids. Rounded rectangles represent products or fractions of a process; ovals indicate processing stages; rectangles with sharp corners indicate the possible application of the product.
Подробное описаниеDetailed description
Следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается конкретной методологией, протоколами, реагентами и т.д., описанными в настоящем документе, и, следовательно, может варьировать. Приведенная в настоящем документе терминология используется исключительно для описания конкретных вариантов осуществления и не ограничивает объем настоящего изобретения, который задается исключительно формулой изобретения.It should be understood that the present invention is not limited to the specific methodology, protocols, reagents, etc. described herein, and therefore may vary. The terminology given herein is used solely to describe specific embodiments and does not limit the scope of the present invention, which is defined solely by the claims.
Содержание всех обозначенных патентов и других публикаций включено в текст настоящего документа путем ссылки с целью описания и раскрытия, например, методологий, описанных в таких публикациях, которые могут быть использованы в связи с настоящим изобретением, но не должны давать определения терминов, несовместимых с теми, которые представлены в настоящем документе. Эти публикации приведены исключительно для их раскрытия до даты подачи настоящей заявки. Ничто в этой связи не должно истолковываться как признание того, что авторы изобретения не имеют права датировать задним числом такое раскрытие на основании предшествующего изобретения или по каким-либо другим причинам. Все утверждения, касающиеся даты представления или содержания этих документов, основываются на информации, доступной для заявителей и не содержат признания истинности дат или содержания этих документов.The contents of all designated patents and other publications are incorporated herein by reference for the purpose of describing and disclosing, for example, the methodologies described in such publications that may be used in connection with the present invention, but should not define terms inconsistent with those which are presented in this document. These publications are provided solely for their disclosure prior to the filing date of this application. Nothing in this connection should be construed as an admission that the inventors are not entitled to backdate such disclosure by virtue of prior invention or for any other reason. All statements regarding the date of submission or the content of these documents are based on information available to the applicants and do not contain an admission of the truth of the dates or content of these documents.
Используемые в настоящем документе и в формуле изобретения формы единственного числа a, an и the включают множественное число, если в контексте явно не указано иное. Во всем этом описании, если не указано иное, содержать, содержит и содержащий используются включительно, а не исключительно, так что указанное целое число или группа целых чисел может включать одно или несколько других неуказанных целых чисел или групп целых чисел. Термин или является включительным, если не изменен, например, словом оба. Таким образом, если контекст не указывает иное, слово или означает любой один член определенного списка, а также включает в себя любую комбинацию членов данного списка.As used herein and in the claims, the singular forms a, an, and the include the plural unless the context clearly indicates otherwise. Throughout this specification, unless otherwise indicated, contain, contains, and containing are used inclusively, and not exclusively, so that a specified integer or group of integers may include one or more other unspecified integers or groups of integers. The term or is inclusive unless modified, for example, by the word both. Thus, unless the context indicates otherwise, the word or means any one member of a particular list, and also includes any combination of members of that list.
Все величины являются приблизительными, так как существует некоторое колебание в композицииAll values are approximate as there is some fluctuation in the composition
- 5 041446 жирных кислот из-за условий окружающей среды. Величины, как правило, выражаются в массовых процентах от общего содержания жирных кислот или массовых процентах от всего семени. Соответственно, кроме случаев рабочих примеров или случаев, когда указано иное, все числа, выражающие количества ингредиентов или условия реакции, используемые в настоящем документе, следует понимать как измененные во всех случаях термином примерно, если не указано иное; примерно относится, как правило, к отклонению на ±1% от указанного значения, но может допускать отклонение на ±5 или ±10% от указанного значения, принятого в соответствующем контексте специалистом в данной области.- 5 041446 fatty acids due to environmental conditions. The values are generally expressed as weight percent of total fatty acids or weight percent of the whole seed. Accordingly, except in the case of working examples or where otherwise indicated, all numbers expressing amounts of ingredients or reaction conditions used herein are to be understood as modified in all instances by the term about, unless otherwise indicated; refers generally to a deviation of ±1% from the specified value, but may allow a deviation of ±5 or ±10% from the specified value, accepted in the appropriate context by a person skilled in the art.
Технологии рекомбинантной ДНК могут быть применены в соответствии со стандартными протоколами, известными в данной области. См., например, Sambrook et al., Molecular Cloning: Lab. Manual (2nd ed., Cold Spring Harbor Lab. Press, NY (1989); Ausubel et al., Current Protocols Molec. Biol. (1994 and updates); DNA Cloning: Practical Approach, vols. 1-4 (Glover & Hames, Eds., IRL Press 1995, 1996), Croy, Plant Molec. Biol. Labfax (BIOS Sci. Pub. Ltd. & Blackwell Sci. Pub., UK, 1993); WO 2015089587.Recombinant DNA technologies can be applied according to standard protocols known in the art. See, for example, Sambrook et al., Molecular Cloning: Lab. Manual (2nd ed., Cold Spring Harbor Lab. Press, NY (1989); Ausubel et al., Current Protocols Molec. Biol. (1994 and updates); DNA Cloning: Practical Approach, vols. 1-4 (Glover & Hames , Eds., IRL Press 1995, 1996), Croy, Plant Molec. Biol. Labfax (BIOS Sci. Pub. Ltd. & Blackwell Sci. Pub., UK, 1993); WO 2015089587.
Заголовки приведены только для удобства и не должны рассматриваться как ограничивающие изобретение каким-либо образом. Если не указано иное, все технические и научные термины, используемые в данном документе, имеют те же значения, как они обычно понимаются специалистом в данной области. Терминология, используемая в настоящем документе, предназначена только для описания конкретных вариантов осуществления и не предполагает ограничения объема настоящего изобретения, который определяется исключительно формулой изобретения. Для более легкого понимания настоящего изобретения сначала будут определены некоторые термины. Дополнительные определения изложены далее по всему подробному описанию.The headings are for convenience only and should not be construed as limiting the invention in any way. Unless otherwise indicated, all technical and scientific terms used in this document have the same meanings as they are commonly understood by a person skilled in the art. The terminology used herein is for the purpose of describing specific embodiments only and is not intended to limit the scope of the present invention, which is solely defined by the claims. For easier understanding of the present invention, some terms will be defined first. Additional definitions are set forth throughout the detailed description.
Определения.Definitions.
Линия представляет собой группу растений, которые проявляют очень незначительное общее различие между особями, к которым относится это обозначение. Также линия относится к гомогенной группе растений, несущих по существу одинаковый генетический материал, которые проявляют незначительное генетическое различие или его отсутствие между особями по меньшей мере по одному признаку. Сорт или культвар могут использоваться взаимозаменяемо с линией, но, как правило, первые два термина относятся к линии, которая является пригодной для коммерческого производства. В данной заявке генетически наследуемый, как используют, например, во фразе генетически наследуемый от родительских линий, означает, что рассматриваемый признак полностью или частично обусловлен свойствами генетического состава рассматриваемого растения.A lineage is a group of plants that show very little overall difference between the individuals to which the designation applies. Also, a line refers to a homogeneous group of plants carrying essentially the same genetic material that exhibit little or no genetic difference between individuals in at least one trait. A variety or cultivar may be used interchangeably with a line, but generally the first two terms refer to a line that is suitable for commercial production. In this application, genetically inherited, as used, for example, in the phrase genetically inherited from parental lines, means that the characteristic in question is wholly or partly due to the properties of the genetic composition of the plant in question.
Используемый в настоящем документе термин Brassica относится к растениям семейства Brassicaceae. Растение Brassica может принадлежать к одному из видов Brassica napus, В. rapa (или campestris) или В. juncea. В качестве альтернативы растение может принадлежать к видам, полученным в результате скрещивания этих видов Brassica, таким как В. napocampestris, или в результате искусственного скрещивания одного из этих видов Brassica с другими видами Cruciferacea. Термин плоидность используется для определения, является ли число хромосом, демонстрируемых культиваром, диплоидным или тетраплоидным. Поскольку Brassica napus является аллотетраплоидом (амфидиплоидом), полученным путем скрещивания и удержания обоих геномов Brassica rapa (ранее В. campestris) и В. oleracea, растение Brassica napus, содержащее трансгенное событие NS-B50027-4, можно использовать с помощью различных или общепринятых способов разведения для введения события NS-B50027-4 и, таким образом, признака продукции жирных кислот LC-шЗ или увеличения экспрессии жирных кислот LC-шЗ, как описано в настоящем документе, в другие члены рода Brassica. Соответственно примеры членов рода Brassica, полезных для осуществления на практике настоящих вариантов осуществления, включают, но без ограничения, В. juncea, В. napobrassica, В. oleracea, В. carinata, В. napus, В. rapa и В. campestris, а также любые другие растения, принадлежащие роду Brassica, которые допускают разведение между видами Brassica.As used herein, the term Brassica refers to plants in the Brassicaceae family. The Brassica plant may belong to one of the species Brassica napus, B. rapa (or campestris) or B. juncea. Alternatively, the plant may be of a species obtained by crossing these Brassica species, such as B. napocampestris, or by artificially crossing one of these Brassica species with other Cruciferacea species. The term ploidy is used to determine whether the number of chromosomes displayed by a cultivar is diploid or tetraploid. Since Brassica napus is an allotetraploid (amphidiploid) obtained by crossing and retaining both the genomes of Brassica rapa (formerly B. campestris) and B. oleracea, a Brassica napus plant containing the NS-B50027-4 transgenic event can be used by various or conventional methods. dilution to introduce the NS-B50027-4 event, and thus the trait of LC-m3 fatty acid production or increased LC-m3 fatty acid expression, as described herein, into other members of the genus Brassica. Accordingly, examples of members of the genus Brassica useful for practicing the present embodiments include, but are not limited to, B. juncea, B. napobrassica, B. oleracea, B. carinata, B. napus, B. rapa, and B. campestris, and also any other plants belonging to the genus Brassica which permit breeding between Brassica species.
Обычно масличное растение относится к любому из видов В. napus, В. rapa (или campestris) или В. juncea.Typically, an oil plant refers to any of the species B. napus, B. rapa (or campestris) or B. juncea.
Растение Brassica napus обычно известно как рапсовое семя или масличный рапс, и определенные культивары могут называться канолой. Используемый в настоящем документе термин канола или растение канола относится к растению Brassica, которое можно использовать для производства масла канолы (т.е. масло, отвечающее определенному требованию качества, предусматривающему содержание эруковой кислоты менее 2%) и включает сорта В. napus, В. napobrassica, В. rapa, В. juncea и В. campestris. Растения канолы являются амфидиплоидами (также называемыми аллотетраплоидами), которые относятся к межвидовому гибриду, имеющему полный диплоидный набор хромосом от каждой родительской формы, обычно обозначаемый геномом ААСС.The Brassica napus plant is commonly known as rapeseed or oilseed rape, and certain cultivars may be referred to as canola. As used herein, the term canola or canola plant refers to the Brassica plant that can be used to produce canola oil (i.e., oil that meets a certain quality requirement of less than 2% erucic acid) and includes B. napus, B. napobrassica, B. rapa, B. juncea and B. campestris. Canola plants are amphidiploids (also called allotetraploids), which refer to an interspecific hybrid having a complete diploid set of chromosomes from each parent, commonly referred to as the AACC genome.
Как правило, термины канола и растение канола относятся к Brassica napus, но включают все сорта растений, которые можно скрещивать с канолой. Термины канола и растение канола также включают части растений. Масло канолы должно содержать менее 2% эруковой кислоты (Δ13-22:1) и менее 30 мкмоль глюкозинолатов/г высушенного на воздухе, не содержащего масла, твердого семени канолы (т.е. муки). См., например, Codex Alimentarius: Fats, Oils & Related Products, vol. 8 (2nd ed., Food & Agriculture Org. United Nations, Rome, Italy, 2001).Generally, the terms canola and canola plant refer to Brassica napus, but include all plant varieties that can be crossed with canola. The terms canola and canola plant also include plant parts. Canola oil must contain less than 2% erucic acid (Δ13-22:1) and less than 30 µmol glucosinolates/g air-dried, oil-free hard canola seed (ie flour). See, for example, Codex Alimentarius: Fats, Oils & Related Products, vol. 8 (2nd ed., Food & Agriculture Org. United Nations, Rome, Italy, 2001).
- 6 041446- 6 041446
Часть растения включает растительные клетки, органы растения, протопласты растения, культуру ткани растительной клетки, из которой можно регенерировать растения, каллюсы растений, растительные массы и растительные клетки, которые являются интактными в растениях или частях растений, таких как зародыши, пыльца, семяпочки, семена, семянки, листья, цветки, ветви, плод, стебли, корни, концы корней, пыльники, семядоли, гипокотили, первичные корешки, отдельные клетки, гаметы, клеточные культуры, культуры тканей и т.п. Семядоля представляет собой тип листка семени; маленький листок, содержащийся на зародыше растения. Семядоля содержит ткани для хранения питательных веществ семени. Зародыш представляет собой небольшое растение, содержащееся в зрелом семени. Растительные клетки также включают нерегенерируемые растительные клетки. Потомство, производные, варианты и мутанты регенерированных растений также включены в объем настоящих вариантов осуществления, при условии, что эти части содержат по меньшей мере некоторые молекулы нуклеиновой кислоты события NS-B50027-4, обычно один или два из двух локусов элитного события NS-B50027-4. Настоящие варианты осуществления также относятся к применению трансгенов элитного события NS-B50027-4 в культуре клеток и культуре ткани растений. Варианты осуществления включают растения и части растений из линии элитного события NS-B50027-4, а также другие растения, полученные с помощью описанных способов, которые добавляют к генетической структуре NS-B50027-4, или потомство, которое содержит по меньшей мере один из двух трансгенных локусов NS-B50027-4.A plant part includes plant cells, plant organs, plant protoplasts, plant cell tissue culture from which plants can be regenerated, plant calluses, plant masses, and plant cells that are intact in plants or plant parts such as germs, pollen, ovules, seeds. , achenes, leaves, flowers, branches, fruit, stems, roots, root ends, anthers, cotyledons, hypocotyls, primary roots, individual cells, gametes, cell cultures, tissue cultures, etc. The cotyledon is a type of seed leaf; a small leaf found on the embryo of a plant. The cotyledon contains tissues to store the nutrients of the seed. The embryo is a small plant contained in a mature seed. Plant cells also include non-regenerating plant cells. Progeny, derivatives, variants, and mutants of regenerated plants are also included within the scope of the present embodiments, provided that these portions contain at least some of the NS-B50027-4 event nucleic acid molecules, typically one or two of the two NS-B50027 elite event loci -4. The present embodiments also relate to the use of NS-B50027-4 elite event transgenes in cell culture and plant tissue culture. Embodiments include plants and plant parts from the elite event line NS-B50027-4, as well as other plants obtained using the described methods, which are added to the genetic structure of NS-B50027-4, or progeny that contains at least one of the two transgenic loci NS-B50027-4.
Аллель является альтернативной формой гена, которая относится к одному признаку или характеристике. В диплоидной клетке или организме два аллеля данного гена занимают соответствующие локусы на паре гомологичных хромосом.An allele is an alternative form of a gene that refers to one trait or characteristic. In a diploid cell or organism, two alleles of a given gene occupy corresponding loci on a pair of homologous chromosomes.
Локус наделяет одним или несколькими признаками, такими как, например, модифицированный метаболизм жирных кислот, модифицированный метаболизм фитиновой кислоты, модифицированный метаболизм углеводов, мужская стерильность, устойчивость к гербицидам, устойчивость к насекомым, устойчивость к болезням или модифицированный метаболизм белков. Признак может быть, например, обусловлен встречающимся в природе геном, введенным в геном линии путем возвратного скрещивания, природной или индуцированной мутации, или трансгеном, введенным посредством методов генетической трансформации. Локус может содержать один или несколько аллелей, интегрированных в одну хромосомную локализацию. Локус количественного признака (QTL) относится к участку ДНК (локусу), который коррелирует с вариабельностью фенотипа (количественный признак). QTL часто связан или содержит гены, которые контролируют этот фенотип. QTL картируются путем идентификации того, какие молекулярные маркеры (такие как SNP или AFLP) коррелируют с наблюдаемым признаком.The locus confers one or more traits such as, for example, modified fatty acid metabolism, modified phytic acid metabolism, modified carbohydrate metabolism, male sterility, herbicide resistance, insect resistance, disease resistance, or modified protein metabolism. The trait may, for example, be due to a naturally occurring gene introduced into the line's genome by backcrossing, natural or induced mutation, or a transgene introduced by genetic transformation techniques. A locus may contain one or more alleles integrated into a single chromosomal location. Quantitative trait locus (QTL) refers to a region of DNA (locus) that correlates with phenotype variability (quantitative trait). The QTL is often associated with or contains genes that control this phenotype. QTLs are mapped by identifying which molecular markers (such as SNPs or AFLPs) correlate with the observed trait.
Процентная идентичность относится к сравнению гомозиготных аллелей двух сортов канолы или Brassica. Процент идентичности определяется путем сравнения статистически значимого числа гомозиготных аллелей двух развитых сортов. Например, процентная идентичность, равная 90%, между NS-B50027-4 и второй Brassica означает, что две Brassica имеют одинаковые аллели в 90% их локусов. Что касается определенной молекулы ДНК или белка, процентная (%) идентичность, минимальная процентная (%) идентичность идентифицированной последовательности (SEQ ID NO) означает нуклеотидную последовательность, которая является по меньшей мере на 60%, по меньшей мере на 65%, по меньшей мере на 70%, по меньшей мере на 75%, по меньшей мере на 76%, по меньшей мере на 80%, по меньшей мере на 85%, по меньшей мере на 90%, по меньшей мере на 91%, по меньшей мере на 92%, по меньшей мере на 93%, по меньшей мере на 94%, по меньшей мере на 95%, по меньшей мере на 96%, по меньшей мере на 97%, по меньшей мере на 98%, по меньшей мере на 99%, по меньшей мере на 99,1%, по меньшей мере на 99,2%, по меньшей мере на 99,3%, по меньшей мере на 99,4%, по меньшей мере на 99,5%, по меньшей мере на 99,6%, по меньшей мере на 99,7%, по меньшей мере на 99,8% или по меньшей мере на 99,9% включительн идентичной соответствующей представленной последовательности, обозначенной SEQ ID NO.Percent identity refers to the comparison of homozygous alleles of two canola or Brassica varieties. The percentage of identity is determined by comparing the statistically significant number of homozygous alleles of the two developed varieties. For example, a percentage identity of 90% between NS-B50027-4 and a second Brassica means that two Brassica have the same alleles at 90% of their loci. With regard to a certain DNA or protein molecule, percent (%) identity, minimum percent (%) identity of the identified sequence (SEQ ID NO) means a nucleotide sequence that is at least 60%, at least 65%, at least 70%, at least 75%, at least 76%, at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 91%, at least 92%, at least 93%, at least 94%, at least 95%, at least 96%, at least 97%, at least 98%, at least 99 %, at least 99.1%, at least 99.2%, at least 99.3%, at least 99.4%, at least 99.5%, at least 99.6%, at least 99.7%, at least 99.8%, or at least and including 99.9% identical to the corresponding sequence shown, indicated by SEQ ID NO.
Вырожденность генетического кода допускает возможность большего диапазона процентной (%) идентичности для полинуклеотидных последовательностей, чем может быть обычно приемлемо для белков, из-за множества нуклеотидных комбинаций, которые могут кодировать данный белок. Кроме того, аминокислотная замена создает возможность для многих несущественных изменений в первичной аминокислотной структуре белка, например аминокислотные замены, которые не нарушают ферментативную функцию. Кроме того, полинуклеотиды могут обладать при сравнении с природными молекулами одной или несколькими мутациями, которые представляют собой делеции, вставки или замены нуклеотидных остатков. Полинуклеотиды, которые имеют мутации по сравнению с эталонной последовательностью, могут быть либо встречающимися в природе (т.е. выделенными из природного источника), либо синтетическими (например, путем выполнения сайт-направленного мутагенеза или перетасовки ДНК).The degeneracy of the genetic code allows for the possibility of a larger range of percent (%) identity for polynucleotide sequences than would normally be acceptable for proteins due to the many nucleotide combinations that can code for a given protein. In addition, amino acid substitution allows for many minor changes in the protein's primary amino acid structure, such as amino acid substitutions, that do not impair enzymatic function. In addition, polynucleotides may have, when compared to natural molecules, one or more mutations, which are deletions, insertions, or substitutions of nucleotide residues. Polynucleotides that have mutations relative to a reference sequence can either be naturally occurring (ie, isolated from a natural source) or synthetic (eg, by performing site-directed mutagenesis or DNA shuffling).
Как правило, событием называют искусственный генетический локус, который в результате генетической манипуляции несет чужеродную ДНК содержащую представляющий интерес ген или гены (трансген(ы)). Типичные аллельные состояния события представляют собой наличие или отсутствие чужеродной ДНК. Событие может быть охарактеризовано фенотипически экспрессией одного или нескольких трансгенов. На генетическом уровне событие является частью генетической структуры растения. На молекулярном уровне событие может быть охарактеризовано рестрикционной картой,Typically, an event is an artificial genetic locus that, as a result of genetic manipulation, carries a foreign DNA containing a gene or genes of interest (transgene(s)). Typical allelic event states are the presence or absence of foreign DNA. An event can be characterized phenotypically by the expression of one or more transgenes. At the genetic level, an event is part of the plant's genetic makeup. At the molecular level, an event can be characterized by a restriction map,
- 7 041446- 7 041446
5'-(апстрим) или З'-(даунстрим) фланкирующими последовательностями трансгена(ов) или молекулярной конфигурацией трансгена(ов). Как правило, трансформация клеток растения или частей растения с помощью трансформирующей ДНК приводит к огромному количеству событий, каждое из которых является уникальным.5'-(upstream) or 3'-(downstream) flanking sequences of the transgene(s) or molecular configuration of the transgene(s). Typically, the transformation of plant cells or plant parts with transforming DNA leads to a huge number of events, each of which is unique.
Термин ген относится к молекуле ДНК, как правило, содержащей несколько оперативно связанных участков ДНК, таких как промотор и 5'-нетранслируемая область (5'UTR или 5'-некодирующие последовательности), которые вместе образуют промоторную область; кодирующая область (которая может кодировать или может не кодировать белок); и 3'-нетранслируемая область (3'UTR или 3'-некодирующие последовательности), содержащая сайт полиаденилирования. Обычно в растительных клетках 5'UTR, кодирующая область и 3'UTR транскрибируются в молекулу РНК, которая в случае белок-кодирующего гена транслируется в белок. Таким образом, кодирующая последовательность относится к последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК, обеспечивающей кодоны, которые транслируют (через матричную информационную РНК, рибосомный и связанный аппарат трансляции) определенную последовательность аминокислот. Г ен может включать дополнительные участки ДНК, такие как, например, интроны. Генотип относится к генетической конституции клетки или организма. Генетический локус, как правило, представляет собой положение заданного гена или набора генов в геноме растения.The term gene refers to a DNA molecule, typically containing several operably linked DNA regions, such as a promoter and a 5' untranslated region (5'UTR or 5' non-coding sequences), which together form a promoter region; a coding region (which may or may not encode a protein); and a 3' untranslated region (3'UTR or 3' non-coding sequences) containing a polyadenylation site. Typically in plant cells, the 5'UTR coding region and the 3'UTR are transcribed into an RNA molecule, which in the case of a protein-coding gene is translated into a protein. Thus, a coding sequence refers to a sequence of nucleotides in a DNA molecule that provides codons that translate (via messenger RNA, ribosomal and associated translation machinery) a particular sequence of amino acids. A gene may include additional sections of DNA, such as, for example, introns. Genotype refers to the genetic constitution of a cell or organism. A genetic locus is generally the position of a given gene or set of genes in a plant's genome.
Термин трансген относится к представляющему интерес гену, который был введен в геном растения. Соответственно трансгенное растение содержит по меньшей мере один трансген в геноме всех своих клеток. Трансгены согласно настоящим вариантам осуществления содержат по меньшей мере одну копию следующих ферментов, экспрессируемых в ходе биосинтеза LC-PUFA в линии NS-B50027-4: А4-десатураза, происходящая из морской микроводоросли Pavlova salina, А5-десатураза, происходящая из P. salina, А5-элонгаза, происходящая из микроводоросли Pyramimonas cordata, А6-десатураза, происходящая из микроводоросли Micromonas pusilla, А6-элонгаза, происходящая из P. cordata, А12-десатураза из дрожжей Lachancea kluyveri и А15/ш3-десатураза, происходящая из дрожжей Pichia pastoris. Альтернативно или дополнительно трансгены согласно настоящим вариантам осуществления содержат А5-десатуразу, происходящую из P. salina, А5-элонгазу, происходящую из P. cordata, А6-десатуразу, происходящую из М. pusilla, и Δ15/ω3-десатуразу, происходящую из P. pastoris. Трансгены NS-B50027-4 расположены бинарным образом в кассетах экспрессии, которые включают соответствующие регуляторные области. Трансгены NS-B50027-4, описанные выше, являются искусственными в том смысле, что они были сконструированы с использованием стратегии оптимизации кодонов и, таким образом, трансгены иначе не существуют в природе. Трансгенная кассета экспрессии включала по меньшей мере один участок прикрепления к матриксу (MAR) из Nicotiana tabacum. Трансгенная кассета также включала селектируемый маркерный ген. См., например, WO 2013185184; US 2015/0166928; PCT/US2017/__, поданная 16 июня 2017 г., в которой испрашивается приоритет предварительной заявки США 62/351246.The term transgene refers to a gene of interest that has been introduced into the genome of a plant. Accordingly, a transgenic plant contains at least one transgene in the genome of all its cells. The transgenes of the present embodiments contain at least one copy of the following enzymes expressed during LC-PUFA biosynthesis in line NS-B50027-4: A4 desaturase derived from the marine microalgae Pavlova salina, A5 desaturase derived from P. salina, A5-elongase derived from the microalgae Pyramimonas cordata, A6-desaturase derived from the microalgae Micromonas pusilla, A6-elongase derived from P. cordata, A12-desaturase from the yeast Lachancea kluyveri, and A15/m3-desaturase derived from the yeast Pichia pastoris. Alternatively or additionally, the transgenes of the present embodiments comprise an A5 desaturase derived from P. salina, an A5 elongase derived from P. cordata, an A6 desaturase derived from M. pusilla, and a Δ15/ω3 desaturase derived from P. pastoris. The NS-B50027-4 transgenes are located in a binary manner in expression cassettes that include the respective regulatory regions. The NS-B50027-4 transgenes described above are artificial in the sense that they were designed using a codon optimization strategy and thus the transgenes do not otherwise exist in nature. The transgene expression cassette included at least one matrix attachment site (MAR) from Nicotiana tabacum. The transgenic cassette also included a selectable marker gene. See, for example, WO 2013185184; US 2015/0166928; PCT/US2017/__, filed June 16, 2017, claiming priority of US Provisional Application 62/351246.
Термин чужеродный или гетерологичный, когда речь идет о гене или молекуле ДНК в отношении видов растений, означает, что ген или молекула ДНК, или ее часть (например, конкретный участок) в природе не обнаруживается в этих видах растений или в природе не обнаруживается в этом генетическом локусе в этих видах растений. Термин чужеродная ДНК также относится к молекуле ДНК, которая будет или была введена в геном растения в результате трансформации. В контексте данного раскрытия трансген, трансгенная кассета или трансгенная кассета экспрессии содержит по меньшей мере одну чужеродную или гетерологичную ДНК.The term foreign or heterologous, when referring to a gene or DNA molecule in relation to plant species, means that the gene or DNA molecule, or part of it (for example, a specific region) is not found in nature in these plant species or is not found in nature in this plant species. genetic locus in these plant species. The term foreign DNA also refers to a DNA molecule that will or has been introduced into the plant genome as a result of transformation. In the context of this disclosure, a transgene, transgene cassette or transgene expression cassette contains at least one foreign or heterologous DNA.
Термин химерный, когда речь идет о гене или молекуле ДНК, используется для обозначения того, что ген или молекула ДНК содержит по меньшей мере два функционально значимых участка ДНК (таких как промотор, 5'UTR, кодирующая область, 3'UTR, интрон), которые в природе не связаны друг с другом и происходят из разных источников, таким образом, что по меньшей мере один участок ДНК является чужеродным другому участку ДНК в химерной молекуле ДНК.The term chimeric, when referring to a gene or DNA molecule, is used to indicate that a gene or DNA molecule contains at least two functionally significant DNA regions (such as a promoter, 5'UTR, coding region, 3'UTR, intron), which are not naturally related to each other and come from different sources, such that at least one DNA region is foreign to another DNA region in the chimeric DNA molecule.
Термины плазмида или вектор относятся к внехромосомному элементу, часто несущему гены, которые не являются частью центрального метаболизма клетки, и обычно имеющему форму кольцевых двухцепочечных молекул ДНК. Такие элементы могут быть автономно реплицирующимися последовательностями, интегрируемыми в геном последовательностями, фаговыми или нуклеотидными последовательностями, линейными или кольцевыми, одно- или двухцепочечных ДНК или РНК, выделенными из любого источника, в которых ряд нуклеотидов были соединены или рекомбинированы в уникальную конструкцию, способную вводить в клетку, например, экспрессионную кассету. В отношении трансгенных растений, такие плазмиды или векторы могут содержать участки Т-ДНК, которые облегчают введение трансгена(ов) в геном растения.The terms plasmid or vector refer to an extrachromosomal element, often carrying genes that are not part of the cell's central metabolism, and usually in the form of circular double-stranded DNA molecules. Such elements can be autonomously replicating sequences, genome-integrating sequences, phage or nucleotide sequences, linear or circular, single- or double-stranded DNA or RNA, isolated from any source, in which a number of nucleotides have been linked or recombined into a unique construct capable of introducing into a cell, such as an expression cassette. For transgenic plants, such plasmids or vectors may contain T-DNA regions that facilitate the introduction of the transgene(s) into the plant genome.
Экспрессионная кассета относится к генетической конструкции, содержащей трансген и имеющей элементы дополнительно к чужеродному гену, которые обеспечивают возможность экспрессии этого гена в чужеродном хозяине (например, 5'-промоторная (необязательно с энхансером) нетранслируемая область (UTR) ДНК, ДНК, кодирующая выбранный генный продукт, и соответствующая 3'-UTR ДНК); и может относиться к кассете до и после вставки в геном растения. Другими словами, трансгенная вставAn expression cassette refers to a genetic construct containing a transgene and having elements in addition to a foreign gene that allow the gene to be expressed in a foreign host (e.g., a 5' promoter (optionally with an enhancer) untranslated region (UTR) of DNA, DNA encoding a selected gene product, and the corresponding 3'-UTR of DNA); and may refer to the cassette before and after insertion into the plant genome. In other words, transgenic
- 8 041446 ка содержит экспрессионную кассету. Соответственно вставка ДНК относится к гетерологичной ДНК, введенной в растительный материал посредством процесса трансформации, и включает ДНК (которая отличается от исходной/дикого типа/нативной) ДНК, используемой для такой трансформации, как описано в настоящем документе. Вставка ДНК обычно представляет собой трансгенную экспрессионную кассету.- 8 041446 contains an expression cassette. Accordingly, insert DNA refers to heterologous DNA introduced into plant material by a transformation process and includes DNA (which is different from the original/wild type/native) DNA used for such transformation as described herein. The DNA insert is typically a transgenic expression cassette.
Трансформирующая ДНК относится к рекомбинантной молекуле ДНК, используемой для трансформации, например экспрессионному вектору. Трансформирующая ДНК обычно содержит по меньшей мере один представляющий интерес ген (например, химерный ген), который способен наделять трансформированное растение одной или несколькими специфическими характеристиками.Transforming DNA refers to a recombinant DNA molecule used for transformation, such as an expression vector. The transforming DNA typically contains at least one gene of interest (eg, a chimeric gene) that is capable of conferring one or more specific characteristics to the transformed plant.
Трансформация относится к переносу молекулы нуклеиновой кислоты в организм хозяина, что приводит к генетически стабильному наследованию. Молекула нуклеиновой кислоты может представлять собой, например, плазмиду, которая реплицируется автономно, или она может интегрироваться в геном организма-хозяина. Организмы-хозяева, содержащие фрагменты трансформированной нуклеиновой кислоты, называются как трансгенные или рекомбинантные, или трансформированные организмы.Transformation refers to the transfer of a nucleic acid molecule into a host organism, resulting in genetically stable inheritance. The nucleic acid molecule may be, for example, a plasmid that replicates autonomously, or it may integrate into the genome of the host organism. Host organisms containing transformed nucleic acid fragments are referred to as transgenic or recombinant or transformed organisms.
Термин рекомбинантная молекула ДНК используется для иллюстрации и, таким образом, может включать выделенную молекулу нуклеиновой кислоты, которая может представлять собой ДНК и которая может быть получена с помощью рекомбинантных или других методов, таких как синтез синтетической ДНК или PCR. PCR (полимеразная цепная реакция) представляет собой реакцию, в которой идентичные копии целевого полинуклеотида получают с использованием праймеров, состоящих из апстрим и даунстрим праймера, и катализатора полимеризации, такого как ДНК-полимераза, и обычно термически стабильного фермента полимеразы. Способы PCR известны в данной области. См., например, PCR (McPherson & Moller, eds., BIOS Sci. Publ. Ltd., Oxford, 2000). PCR может быть выполнена на геномной ДНК или кДНК.The term recombinant DNA molecule is used for illustrative purposes and thus may include an isolated nucleic acid molecule, which may be DNA and which may be produced by recombinant or other methods such as synthetic DNA synthesis or PCR. PCR (polymerase chain reaction) is a reaction in which identical copies of a target polynucleotide are obtained using primers consisting of an upstream and downstream primer and a polymerization catalyst such as DNA polymerase and a generally thermally stable polymerase enzyme. PCR methods are known in the art. See, for example, PCR (McPherson & Moller, eds., BIOS Sci. Publ. Ltd., Oxford, 2000). PCR can be performed on genomic DNA or cDNA.
Пригодные регуляторные элементы или пригодные регуляторные последовательности относятся к полинуклеотидам, предшествующим (например, 5'UTR), расположенным внутри или следующим (3'UTR) за кодирующей областью, которые влияют на транскрипцию, процессинг или стабильность РНК, или трансляцию ассоциированной кодирующей области. Регуляторные элементы могут включать промоторы, энхансерные элементы, лидерные последовательности трансляции, интроны, последовательности узнавания полиаденилирования, сайты процессинга РНК, сайты связывания эффектора и структуру стебель-петля.Suitable regulatory elements or useful regulatory sequences refer to polynucleotides preceding (eg, 5'UTR), within, or following (3'UTR) a coding region that affect the transcription, processing, or stability of the RNA, or translation of the associated coding region. Regulatory elements may include promoters, enhancer elements, translation leader sequences, introns, polyadenylation recognition sequences, RNA processing sites, effector binding sites, and a stem-loop structure.
Промотор относится к элементу ДНК, способному контролировать экспрессию кодирующей области или функциональной РНК. В общем кодирующая область расположена со стороны 3'-конца от промоторного элемента. Промоторы могут быть выделены целиком из нативного гена или могут быть составлены из разных элементов, выделенных из разных промоторов, встречающихся в природе, или даже включать синтетические сегменты ДНК. Специалистам в данной области понятно, что разные промоторы могут направлять экспрессию гена в разных тканях или типах клеток или на разных стадиях развития, или в ответ на разные окружающие или физиологические условия. Промоторы, вызывающие экспрессию гена в большинстве типов клеток, в большинстве случаев обычно называются конститутивными промоторами. Принято считать, что, поскольку в большинстве случаев точные границы регуляторных элементов не были полностью определены, фрагменты ДНК разной длины могут обладать идентичной промоторной активностью.A promoter refers to a DNA element capable of controlling the expression of a coding region or functional RNA. In general, the coding region is located 3' to the promoter element. Promoters may be isolated entirely from a native gene, or may be composed of different elements derived from different naturally occurring promoters, or even include synthetic DNA segments. Those of skill in the art will recognize that different promoters may direct gene expression in different tissues or cell types, or at different stages of development, or in response to different environmental or physiological conditions. Promoters that cause gene expression in most cell types are generally referred to as constitutive promoters in most cases. It is generally accepted that, since in most cases the exact boundaries of the regulatory elements have not been fully defined, DNA fragments of different lengths can have identical promoter activity.
Термины 3'-некодирующие последовательности и терминатор транскрипции или 3'-нетранслируемый участок (UTR) относятся к элементам ДНК, расположенным справа (3') от кодирующей области молекулы ДНК. Они включают последовательности распознавания полиаденилирования и другие последовательности, кодирующие регуляторные сигналы, способные влиять на процессинг мРНК или экспрессию гена. Сигнал полиаденилирования обычно характеризуется влиянием на добавление хвостов полиадениловой кислоты к 3'-концу прекурсора мРНК. 3'-область может влиять на транскрипцию, процессинг или стабильность РНК или трансляцию ассоциированной кодирующей области.The terms 3' non-coding sequences and transcription terminator or 3' untranslated region (UTR) refer to DNA elements located to the right (3') of the coding region of the DNA molecule. These include polyadenylation recognition sequences and other sequences encoding regulatory signals capable of influencing mRNA processing or gene expression. The polyadenylation signal is typically characterized by an influence on the addition of polyadenylic acid tails to the 3' end of the mRNA precursor. The 3' region can affect the transcription, processing or stability of the RNA or the translation of the associated coding region.
Оперативно связанный относится к ассоциации элементов нуклеиновой кислоты в одной молекуле нуклеиновой кислоты или ее фрагменте таким образом, что один из них влияет на функцию другого. Например, промотор оперативно связан с кодирующей областью, если он способен влиять на экспрессию этой кодирующей области (т.е. кодирующая область находится под транскрипционным контролем промотора). Кодирующие области могут быть оперативно связаны с регуляторными элементами в смысловой или антисмысловой ориентации.Operably linked refers to the association of nucleic acid elements in one nucleic acid molecule or fragment in such a way that one of them affects the function of the other. For example, a promoter is operably linked to a coding region if it is capable of influencing the expression of that coding region (ie, the coding region is under the transcriptional control of the promoter). The coding regions can be operatively linked to regulatory elements in sense or antisense orientation.
Мутагенез представляет собой процесс, в котором к растительному материалу применяют средство, такое как этилметилсульфонат, о котором известно, что оно вызывает мутации в генетическом материале с целью получения новой генетической вариабельности в видах и, как правило, ее осуществляют, имея в виду конкретный признак. См. Swanson et al., 7 Plant Cell Rep. 83 (1988). Другие способы включают генерирование мутантов в направлении замены конкретных нуклеотидов или аминокислот (замещения, делеции или добавления). Такие способы проведения замен последовательности нуклеиновой кислоты включены в термин мутагенез. Мутагенез может быть полезен в экспериментах по нокауту дляMutagenesis is a process in which an agent, such as ethyl methylsulfonate, is applied to plant material, which is known to induce mutations in the genetic material in order to produce new genetic variability in the species, and is generally carried out with a particular trait in mind. See Swanson et al., 7 Plant Cell Rep. 83 (1988). Other methods include generating mutants in the direction of substitution of specific nucleotides or amino acids (substitutions, deletions or additions). Such methods for performing nucleic acid sequence substitutions are included within the term mutagenesis. Mutagenesis may be useful in knockout experiments for
- 9 041446 нарушения генной экспрессии.- 9 041446 violations of gene expression.
Праймеры представляют собой относительно короткие полинуклеотиды или олигонуклеотиды, которые комплементарны части амплифицируемого полинуклеотида, например, с помощью полимеразной цепной реакции. Как правило, длина праймера может составлять не более 50 нуклеотидов, например менее чем приблизительно 30 нуклеотидов или менее чем приблизительно 24 нуклеотида.Primers are relatively short polynucleotides or oligonucleotides that are complementary to the portion of the polynucleotide to be amplified, eg by polymerase chain reaction. Typically, the primer may be no more than 50 nucleotides in length, such as less than about 30 nucleotides or less than about 24 nucleotides.
Используемый в настоящем документе термин экспрессия относится к транскрипции и стабильному накоплению смысловой (мРНК), образующейся из нуклеиновых кислот согласно изобретению. Экспрессия может также относиться к трансляции мРНК в полипептид.As used herein, the term expression refers to the transcription and stable accumulation of sense (mRNA) generated from the nucleic acids of the invention. Expression may also refer to the translation of an mRNA into a polypeptide.
Ссылка на клетку включает растительную клетку независимо от того, является ли она выделенной, содержится в культуре ткани или введена в растение или часть растения, если не указано иное или не ясно из контекста.Reference to a cell includes a plant cell, whether isolated, contained in tissue culture, or introduced into a plant or plant part, unless otherwise indicated or clear from the context.
Регенерация включает отбор из селекционируемого растения или сорта клеток, способных к регенерации (например, семян, микроспор, семяпочек, пыльцы, вегетативных частей). Эти клетки необязательно можно подвергать генетической трансформации или мутагенезу, после чего растение развивается из клеток с использованием методов регенерации, опыления или выращивания, основанных на типе генетически модифицированных клеток. Применимые методы регенерации известны специалистам в данной области; см., например, Armstrong & Green, 165 Planta 322 (1985); Close & Ludeman, 52 Planta Sci. 81 (1987).Regeneration includes selection from a plant to be bred or a cell variety capable of regeneration (eg, seeds, microspores, ovules, pollen, vegetative parts). These cells may optionally be subjected to genetic transformation or mutagenesis, after which the plant develops from the cells using regeneration, pollination or cultivation methods based on the type of genetically modified cells. Applicable regeneration techniques are known to those skilled in the art; see, for example, Armstrong & Green, 165 Planta 322 (1985); Close & Ludeman, 52 Planta Sci. 81 (1987).
Потомство означает всех потомков, включая потомков и производные растения или растений, и включает первое, второе, третье и последующие поколения, и может образовываться посредством самоопыления или скрещивания с растениями с теми же или другими генотипами, и может быть модифицировано рядом подходящих способов генетической инженерии. Культиген обычно относится к растениям, которые были преднамеренно изменены и отобраны человеком. Т0 относится к первому поколению трансформированного растительного материала, Т1 относится к семенам, полученным от растений Т0, семена Т1 дают рост растениям, которые производят семена Т2 и т.д., до последующего потомства Тх.Progeny means all progeny, including progeny and derivatives of a plant or plants, and includes first, second, third and subsequent generations, and may be formed by self-pollination or crossing with plants of the same or different genotypes, and may be modified by a number of suitable genetic engineering methods. Cultigen usually refers to plants that have been deliberately modified and selected by humans. T0 refers to the first generation of transformed plant material, T1 refers to seeds derived from T0 plants, T1 seeds give rise to plants that produce T2 seeds, etc. to subsequent Tx offspring.
Разведение включает все способы развития или размножения растений и включает как внутри- и межвидовые, так и внутри- и межлинейные скрещивания, а также все подходящие методы традиционного разведения и искусственного разведения. Желаемые признаки (например, признак DHA NS-B50027-4) могут быть перенесены на другие линии, культивары или культигены канолы или В. napus; или посредством традиционных способов разведения, а также могут быть перенесены на другие виды Brassica, такие как В. juncea и В. rapa, путем межвидового скрещивания. Общепринятые способы разведения и способы межвидового скрещивания, а также другие способы переноса генетического материала между растениями хорошо известны в данной области.Breeding includes all methods of plant development or propagation and includes both intra- and interspecific and intra- and inter-line crossings, as well as all suitable methods of traditional breeding and artificial breeding. Desired traits (eg, DHA trait NS-B50027-4) can be transferred to other lines, canola or B. napus cultivars or cultigens; or by traditional breeding methods, and can also be transferred to other Brassica species such as B. juncea and B. rapa by interspecific crossing. Conventional breeding methods and interbreeding methods, as well as other methods for transferring genetic material between plants, are well known in the art.
Возвратное скрещивание представляет собой процесс, при котором селекционер многократно скрещивает гибридное потомство с родительской линией. Например, скрещивание первого поколения гибридов F1 с одним из родительских генотипов гибрида F1 является возвратным скрещиванием. Возвратное скрещивание может быть использовано для введения представляющего интерес признака от родителя-донора (трансгенного родителя) в рекуррентного родителя (элитная линия, подлежащая модификации): родителя-донора скрещивают с рекуррентным родителем; потомство этого скрещивания затем обратно скрещивают с рекуррентным родителем; потомство этих скрещиваний отбирают по интересующему признаку и затем обратно скрещивают с рекуррентным родителем; этот процесс повторяют с таким количеством обратных скрещиваний, которое необходимо для создания линии, в которой рекуррентный родитель является гомозиготным по признаку, переданному от родителя-донора. Возвратное скрещивание также можно сочетать с самоопылением, что может быть предпочтительным при введении рецессивных генов.Backcrossing is the process by which a breeder repeatedly crosses hybrid progeny with the parent line. For example, crossing the first generation of F1 hybrids with one of the parent F1 hybrid genotypes is a backcross. Backcrossing can be used to introduce a trait of interest from a donor parent (transgenic parent) into a recurrent parent (elite line to be modified): the donor parent is crossed to the recurrent parent; the offspring of this cross are then backcrossed to the recurrent parent; the offspring of these crosses are selected for the trait of interest and then backcrossed to the recurrent parent; this process is repeated with as many backcrosses as necessary to create a line in which the recurrent parent is homozygous for the trait passed from the donor parent. Backcrossing can also be combined with selfing, which may be advantageous when introducing recessive genes.
Интрогрессия представляет собой стабильное включение генов из одного генного пула в другой. Интрогрессивная гибридизация относится к включению (обычно путем гибридизации и возвратного скрещивания) аллелей из одного объекта в генный пул второго, отличающегося объекта. Линии с интрогрессиями позволяют изучать локусы количественных признаков, а также обеспечивают средства для включения новых признаков, т.е. признаков NS-B50027-4, в другую канолу или Brassica, такую как В. napus или В. juncea. Представляющие интерес реципиентные линии включают свободноопыляемые (ОР) линии, устойчивые к гербицидам, такие как устойчивые к триазину (ТТ); Roundup Ready® (RR); пакетированным ТТ и RR; ОР линии, устойчивые к имидазолинону (IMI); или линии восстановителя IMI (Rf); линии с высоким процентным содержанием масла в семенах; оптимальный фон для линий DHA; или линии, выбранные для региональной адаптации. Такие линии могут быть разработаны как гибриды или элитные события. Поскольку существующие изогенные линии канолы демонстрируют потенциальное содержание масла в семенах 45%, интрогрессия локусов NS-B50027-4 может генерировать масло семян, содержащее 20% DHA в общем выходе в таких пакетированных событиях. Дополнительные пакеты событий разведения могут быть выбраны для продукции ЕРА или DPA. Действительно гены NS-B5OO27-4 (один или оба локуса) могут быть пакетированы другими трансгенными Brassica, которые содержат по меньшей мере одну вставку из семи или восьми генов (т.е. семь ферментов и необязательно маркер), путем трансформации с помощью того же самого вектора или подобного вектора, используемоIntrogression is the stable incorporation of genes from one gene pool into another. Introgressive hybridization refers to the inclusion (usually by hybridization and backcrossing) of alleles from one entity into the gene pool of a second, distinct entity. Lines with introgressions allow the study of quantitative trait loci and also provide a means to incorporate new traits, i.e. traits NS-B50027-4, into other canola or brassica such as B. napus or B. juncea. Recipient lines of interest include freely pollinated (OP) herbicide resistant lines such as triazine resistant (TT); Roundup Ready® (RR); packaged TT and RR; OR lines resistant to imidazolinone (IMI); or IMI (Rf) reducing agent lines; lines with a high percentage of seed oil; optimal background for DHA lines; or lines chosen for regional adaptation. Such lines can be developed as hybrids or elite developments. Because existing isogenic canola lines exhibit a potential seed oil content of 45%, introgression of the NS-B50027-4 loci can generate seed oil containing 20% DHA in total yield in such batched events. Additional breeding event packages can be selected for EPA or DPA products. Indeed, the NS-B5OO27-4 genes (one or both loci) can be packaged with other transgenic Brassica that contain at least one insert of seven or eight genes (i.e. seven enzymes and optionally a marker) by transformation with the same the vector itself or a similar vector used
- 10 041446 го для генерирования NS-B50027-4, что приводит, например, к получению растения с тремя локусами, обеспечивающего продукцию LC-PUFA. В качестве альтернативы, как описано далее в настоящем документе, локусы А02 и А05 могут быть сегрегированы из NS-B50027-4, и локус А02 может быть пакетирован в другие линии, продуцирующие LC-PUFA (например, линию с одной вставкой для продукции ЕРА, DPA или DHA), для увеличения продукции LC-PUFA.- 10 041446 th to generate NS-B50027-4, which leads, for example, to obtaining a plant with three loci, providing the production of LC-PUFA. Alternatively, as described hereinafter, the A02 and A05 loci may be segregated from NS-B50027-4 and the A02 locus may be bundled into other LC-PUFA producing lines (e.g., single insert line for EPA production, DPA or DHA), to increase LC-PUFA production.
Устойчивость к болезням, как правило, означает способность растения ограничивать активности определенного вредителя, такого как насекомое, гриб, вирус или бактерия. Толерантность к болезням относится к способности растений переносить нарушение, вызванное конкретным вредителем (таким как насекомое, гриб, вирус или бактерия), или неблагоприятное состояние окружающей среды, но все же функционировать и продуцировать несмотря на это нарушение.Disease resistance generally refers to the ability of a plant to limit the activity of a particular pest, such as an insect, fungus, virus, or bacterium. Disease tolerance refers to the ability of plants to tolerate a disturbance caused by a particular pest (such as an insect, fungus, virus, or bacterium) or adverse environmental condition, yet still function and produce despite that disturbance.
Композиция жирных кислот или состав жирных кислот обычно относится к массовому процентному содержанию различных жирных кислот, присутствующих в эндогенно образованном масле зрелых, цельных, частично высушенных семян. Обычной для данной отрасли практикой является представление композиции жирных кислот в виде процента от площади (нормализация по площади), а не в абсолютных массовых процентах, но первое приблизительно соответствует второму. Абсолютные результаты могут быть рассчитаны с использованием индивидуальных эталонных стандартов известной концентрации и внутреннего стандарта для расчета результатов на основе мг/кг. Также можно использовать поправочные коэффициенты для расчета массы жирных кислот без использования индивидуальных стандартов жирных кислот, хотя внутренний стандарт все равно может потребоваться. Обычно состав жирных кислот определяют путем измельчения семян и экстракции жирных кислот в виде сложных метиловых эфиров жирных кислот (FAME), которые могут быть анализированы на состав жирных кислот различными методами с получением данных в виде процента от площади или данных, из которых может быть извлечен процент от площади. Иллюстративные аналитические подходы включают газовую хроматографию (GC), GC-масс-спектрометрию (GC-MS), жидкостную хроматографию-масс-спектрометрию (LC-MS), ядерный магнитный резонанс (NMR) или отражательную спектроскопию. Общий липид может быть разделен с помощью методов, известных в данной области для очистки фракций, например, таких как фракция TAG. Другие способы характеристики композиций жирных кислот известны специалистам в данной области. См., например, Canola: Chem., Production, Processing & Utilization (Daun et al., eds., AOCS Press, Urbana, IL, 2011) (Daun et al., 2011); US 2015/0166928; US 20160002566.The fatty acid composition or fatty acid composition generally refers to the weight percentage of the various fatty acids present in the endogenously formed oil of mature, whole, partially dried seeds. It is common practice in the industry to present the fatty acid composition as a percentage of area (area normalization) rather than absolute weight percent, but the former approximates the latter. Absolute results can be calculated using individual reference standards of known concentration and an internal standard to calculate results on a mg/kg basis. It is also possible to use correction factors to calculate fatty acid mass without using individual fatty acid standards, although an internal standard may still be required. Typically, fatty acid composition is determined by crushing the seeds and extracting the fatty acids as fatty acid methyl esters (FAMEs), which can be analyzed for fatty acid composition by various methods to give data as percentage of area or data from which percentage can be extracted. from the square. Illustrative analytical approaches include gas chromatography (GC), GC-mass spectrometry (GC-MS), liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS), nuclear magnetic resonance (NMR), or reflectance spectroscopy. The total lipid can be separated using methods known in the art to purify fractions such as the TAG fraction, for example. Other ways of characterizing fatty acid compositions are known to those skilled in the art. See, for example, Canola: Chem., Production, Processing & Utilization (Daun et al., eds., AOCS Press, Urbana, IL, 2011) (Daun et al., 2011); US 2015/0166928; US 20160002566.
Аналогично содержание масла представляет собой типичное массовое процентное содержание масла, присутствующего в зрелых, цельных, частично высушенных семенах (обычно содержащих около 6 или 7% влаги). Процент масла, также называемый как содержание масла, рассчитывается как масса масла, деленная на массу семени при стандартизированном содержании влаги. Содержание масла может являться характеристикой разных сортов растений. Оно может быть определено с использованием различных аналитических методов, таких как ядерный магнитный резонанс (NMR), отражательная спектроскопия (NIR) и экстракция по Сокслету. Например, содержание масла в каноле может быть измерено с помощью методов NMR (Rossell & Pritchar, Analysis of Oilseeds, Fats & Fatty Foods, 48-53 (Elsevier Sci. Pub. Ltd, London, 1991) на импульсном приборе NMS 100 Minispec, который одновременно измеряет содержание влаги. Содержание масла в семени также может быть измерено методом NIR-спектроскопии (Li et al., 67 Phytochem. 904 (2006)).Similarly, the oil content is the typical weight percentage of oil present in mature, whole, partially dried seeds (typically containing about 6 or 7% moisture). The oil percentage, also referred to as oil content, is calculated as the mass of oil divided by the mass of the seed at a standardized moisture content. The oil content can be a characteristic of different plant varieties. It can be determined using various analytical methods such as nuclear magnetic resonance (NMR), reflectance spectroscopy (NIR) and Soxhlet extraction. For example, oil content in canola can be measured using NMR methods (Rossell & Pritchar, Analysis of Oilseeds, Fats & Fatty Foods, 48-53 (Elsevier Sci. Pub. Ltd, London, 1991) on an NMS 100 Minispec pulse meter, which simultaneously measures the moisture content The oil content of the seed can also be measured by NIR spectroscopy (Li et al., 67 Phytochem. 904 (2006)).
Выражения экстрагированный растительный липид, выделенный растительный липид, экстрагированный липид и т.п. относятся к композициям, содержащим липиды, которые были экстрагированы, например, из измельченного растения или частей растения, таких как семена. Экстрагированный липид может представлять собой относительно сырую композицию, полученную, например, путем измельчения растительного материала, такого как семена; или более очищенную композицию, в которой большая, если не вся часть воды, нуклеиновых кислот, белков или углеводов, происходящих из растительного материала, была удалена из масла. Примеры способов очистки известны в данной области. В некоторых вариантах осуществления экстрагированный или выделенный растительный липид содержит по меньшей мере около 60%, по меньшей мере около 70%, по меньшей мере около 80%, по меньшей мере около 90% или по меньшей мере около 95% (мас./мас.) липида по массе композиции. Экстрагированный липид может быть твердым или жидким при комнатной температуре, причем последний рассматривается в настоящем документе как масло. В некоторых вариантах осуществления экстрагированный липид не смешивали с другим липидом, таким как DHA, продуцируемым другим источником (например, DHA из рыбьего жира). В некоторых вариантах осуществления после экстракции соотношение олеиновой кислоты к DHA, пальмитиновой кислоты к DHA, линолевой кислоты к DHA или общих жирных кислот ω6 к общим жирным кислотам ω3 существенно не изменилось (например, отклонение составило не более чем 10 или 5%) по сравнению с соотношением в интактном семени или клетке. Другими словами, экстрагированное масло не было обогащено конкретной жирной кислотой, например DHA. В других вариантах осуществления экстрагированный растительный липид не подвергался процедуре, такой как гидрогенизация или фракционирование, которая изменяет соотношение олеиновой кислоты к DHA, пальмитиновой кислоты к DHA, линолевой кислоты к DHA или общих жирных кислот ω6 к общим жирным кислотам ω3The expressions extracted plant lipid, isolated plant lipid, extracted lipid, and the like. refer to compositions containing lipids that have been extracted, for example, from a crushed plant or plant parts such as seeds. The extracted lipid may be a relatively crude composition obtained, for example, by grinding plant material such as seeds; or a more refined composition in which most if not all of the water, nucleic acids, proteins or carbohydrates derived from plant material has been removed from the oil. Examples of purification methods are known in the art. In some embodiments, the extracted or isolated plant lipid contains at least about 60%, at least about 70%, at least about 80%, at least about 90%, or at least about 95% (w/w ) lipid by weight of the composition. The extracted lipid may be solid or liquid at room temperature, the latter being referred to herein as an oil. In some embodiments, the extracted lipid has not been mixed with another lipid, such as DHA produced by another source (eg, DHA from fish oil). In some embodiments, after extraction, the ratio of oleic acid to DHA, palmitic acid to DHA, linoleic acid to DHA, or total ω6 fatty acids to total ω3 fatty acids did not change significantly (e.g., no more than 10% or 5% variation) compared to ratio in an intact seed or cell. In other words, the extracted oil has not been fortified with a particular fatty acid, such as DHA. In other embodiments, the extracted plant lipid has not been subjected to a procedure, such as hydrogenation or fractionation, that changes the ratio of oleic acid to DHA, palmitic acid to DHA, linoleic acid to DHA, or total ω6 fatty acids to total ω3 fatty acids.
- 11 041446 по сравнению с соотношением в интактном семени или клетке. Другими словами, экстрагированное масло не было обогащено конкретной жирной кислотой, например, DHA. Когда экстрагированный растительный липид согласно настоящему изобретению представляет собой масло, указанное масло может, кроме того, содержать молекулы нежирных кислот, таких как стеролы.- 11 041446 compared with the ratio in the intact seed or cell. In other words, the extracted oil has not been fortified with a particular fatty acid, such as DHA. When the extracted plant lipid according to the present invention is an oil, said oil may further contain non-fatty acid molecules such as sterols.
Как отмечено выше, выражения экстрагированное растительное масло и выделенное растительное масло относятся к композициям, содержащим экстрагированный растительный липид или выделенный растительный липид, который представляет собой жидкость при комнатной температуре. Масло получают из растения или его части, такой как семена. Экстрагированное или выделенное масло может представлять собой относительно сырую композицию, полученную, например, путем измельчения семян растения; или более очищенную композицию, в которой большая, если не вся часть воды, нуклеиновых кислот, белков или углеводов, происходящих из растительного материала, была удалена из масла. Композиция может содержать другие компоненты, которые могут представлять собой липид или не липид. В одном варианте осуществления композиция масла содержит по меньшей мере около 60%, по меньшей мере около 70%, по меньшей мере около 80%, по меньшей мере около 90% или по меньшей мере около 95% (мас./мас.) экстрагированного растительного липида. В одном варианте осуществления экстрагированное масло согласно изобретению не смешивали с другим маслом, таким как DHA, не продуцируемым другим источником (например, DHA из рыбьего жира). В одном варианте осуществления после экстракции соотношение олеиновой кислоты к DHA, пальмитиновой кислоты к DHA, линолевой кислоты к DHA или общих жирных кислот ω6 к общим жирным кислотам ω3 существенно не изменилось (например, отклонение составило не более чем 10 или 5%) по сравнению с соотношением в интактном семени или клетке. В другом варианте осуществления экстрагированное растительное масло не подвергалось процедуре, такой как гидрогенизация или фракционирование, которая изменяет соотношение олеиновой кислоты к DHA, пальмитиновой кислоты к DHA, линолевой кислоты к DHA или общих жирных кислот ω6 к общим жирным кислотам ω3 при сравнении с соотношением в интактном семени или клетке. Экстрагированное растительное масло согласно этим вариантам осуществления может содержать молекулы нежирных кислот, таких как стеролы.As noted above, the terms extracted vegetable oil and isolated vegetable oil refer to compositions containing an extracted vegetable lipid or an isolated vegetable lipid that is liquid at room temperature. The oil is obtained from a plant or part of it, such as seeds. The extracted or isolated oil may be a relatively crude composition obtained, for example, by grinding the seeds of a plant; or a more refined composition in which most if not all of the water, nucleic acids, proteins or carbohydrates derived from plant material has been removed from the oil. The composition may contain other components, which may or may not be a lipid. In one embodiment, the oil composition contains at least about 60%, at least about 70%, at least about 80%, at least about 90%, or at least about 95% (w/w) of extracted vegetable lipid. In one embodiment, the extracted oil of the invention has not been mixed with another oil, such as DHA, not produced by another source (eg, DHA from fish oil). In one embodiment, after extraction, the ratio of oleic acid to DHA, palmitic acid to DHA, linoleic acid to DHA, or total ω6 fatty acids to total ω3 fatty acids did not change significantly (e.g., no more than 10% or 5% variation) compared to ratio in an intact seed or cell. In another embodiment, the extracted vegetable oil has not been subjected to a procedure, such as hydrogenation or fractionation, that changes the ratio of oleic acid to DHA, palmitic acid to DHA, linoleic acid to DHA, or total fatty acids ω6 to total fatty acids ω3 when compared to the ratio in intact seed or cell. The extracted vegetable oil according to these embodiments may contain non-fatty acid molecules such as sterols.
Используемый в настоящем документе термин масло представляет собой композицию, содержащую преимущественно липид и которая является жидкостью при комнатной температуре. Например, масло согласно изобретению предпочтительно содержит по меньшей мере 75%, по меньшей мере 80%, по меньшей мере 85% или по меньшей мере 90% по массе липидов. Как правило, очищенное растительное масло содержит по меньшей мере 90% триацилглицеринов (TAG) по массе липида в масле. В масле могут присутствовать второстепенные компоненты масла, такие как диацилглицерины (DAG), свободные жирные кислоты (FFA), фосфолипид или стеролы. Пищевое масло, полученное из NS-B50027-4, может характеризоваться одной или несколькими из следующих характеристик: содержание DHA по меньшей мере около 7% по массе, содержание DPA по меньшей мере около 1% по массе, содержание ЕРА по меньшей мере около 0,4% по массе, содержание олеиновой/цис-вакценовой кислот около 46% по массе, содержание линолевой кислоты около 8,2% по массе, содержание ALA по меньшей мере около 19%, объединенное содержание ALA/арахиновой кислоты/SDA около 21% по массе, объединенное содержание EPA/DPA/DHA по меньшей мере около 9% (в мас.% от общего содержания жирных кислот). В некоторых вариантах осуществления объединенное содержание EPA/DPA/DHA составляет около 16%.As used herein, the term oil is a composition containing predominantly lipid and which is liquid at room temperature. For example, the oil according to the invention preferably contains at least 75%, at least 80%, at least 85% or at least 90% by weight of lipids. Typically, refined vegetable oil contains at least 90% triacylglycerols (TAG) by weight of lipid in the oil. Minor oil components such as diacylglycerols (DAG), free fatty acids (FFA), phospholipid, or sterols may be present in the oil. The edible oil obtained from NS-B50027-4 may have one or more of the following characteristics: a DHA content of at least about 7% by weight, a DPA content of at least about 1% by weight, an EPA content of at least about 0, 4% by weight, oleic/cis-vaccenic acid content about 46% by weight, linoleic acid content about 8.2% by weight, ALA content at least about 19%, combined ALA/arachidic acid/SDA content about 21% by weight by weight, the combined content of EPA/DPA/DHA is at least about 9% (in wt.% of the total content of fatty acids). In some embodiments, the combined content of EPA/DPA/DHA is about 16%.
Используемый в настоящем документе термин жирная кислота относится к карбоновой кислоте, часто с длинным алифатическим хвостом, либо насыщенной, либо ненасыщенной. Как правило, жирные кислоты имеют углерод-углеродную цепь длиной по меньшей мере восемь атомов углерода, например, по меньшей мере 12 атомов углерода, 16 атомов углерода, 18 атомов углерода, 20 атомов углерода, 22 атома углерода или 24 атома углерода. Большинство природных жирных кислот имеют четное число атомов углерода, потому что их биосинтез включает ацетат, который имеет два атома углерода. Жирные кислоты могут находиться в свободном состоянии (неэтерифицированные); в этерифицированной форме, такой как часть триглицерида (TAG), диацилглицерид (DAG), моноацилглицерид; быть связанными ацил-СоА (тиоэфиром) или в другой связанной форме. Жирная кислота может быть этерифицирована в виде фосфолипида, такого как фосфатидилхолин, фосфатидилэтаноламин, фосфатидилсерин, фосфатидилглицерин, фосфатидилинозитол или дифосфатидилглицерин.As used herein, the term fatty acid refers to a carboxylic acid, often with a long aliphatic tail, either saturated or unsaturated. Typically, fatty acids have a carbon-carbon chain length of at least eight carbon atoms, such as at least 12 carbon atoms, 16 carbon atoms, 18 carbon atoms, 20 carbon atoms, 22 carbon atoms, or 24 carbon atoms. Most natural fatty acids have an even number of carbons because their biosynthesis involves acetate, which has two carbons. Fatty acids can be in a free state (non-esterified); in an esterified form such as a triglyceride (TAG) moiety, a diacylglyceride (DAG), a monoacylglyceride; be bound by acyl-CoA (thioether) or in another bound form. The fatty acid may be esterified as a phospholipid such as phosphatidylcholine, phosphatidylethanolamine, phosphatidylserine, phosphatidylglycerol, phosphatidylinositol, or diphosphatidylglycerol.
Насыщенные жирные кислоты не содержат углерод-углеродных двойных связей (алкенов) или других функциональных групп вдоль цепи. Таким образом, термин насыщенные относится к присутствию водорода при всех возможных атомах углерода (кроме группы карбоновой кислоты [-СООН]). Другими словами, в насыщенной жирной кислоте омега (ω) конец (также называемый n-концом) жирной кислоты содержит три атома водорода (-CH3) и каждый углерод в пределах цепи содержит два атома водорода (-CH2-). Общее насыщение обычно относится к объединенному процентному содержанию пальмитиновой (С16:0), стеариновой (С18:0), арахидовой (С20:0), бегеновой (С22:0) и тетракозановой (С24:0) жирных кислот.Saturated fatty acids do not contain carbon-carbon double bonds (alkenes) or other functional groups along the chain. Thus, the term saturated refers to the presence of hydrogen at all possible carbon atoms (except the carboxylic acid group [-COOH]). In other words, in an omega saturated fatty acid (ω), the end (also called the n-terminus) of the fatty acid contains three hydrogen atoms (-CH3) and each carbon within the chain contains two hydrogen atoms (-CH2-). Total saturation generally refers to the combined percentage of palmitic (C16:0), stearic (C18:0), arachidic (C20:0), behenic (C22:0), and tetracosanoic (C24:0) fatty acids.
Ненасыщенные жирные кислоты имеют схожий с насыщенными жирными кислотами остов за исключением того, что они включают по меньшей мере одну алкеновую группу (-СН=СН-) в углероднойUnsaturated fatty acids have a similar backbone to saturated fatty acids except that they include at least one alkene group (-CH=CH-) on the carbon
- 12 041446 цепи. Два фланкирующих атома углерода (присоединенных к каждой стороне алкеновой группы) могут встречаться в цис- или транс-конфигурации. Мононенасыщенные жирные кислоты относятся к жирным кислотам, которые имеют по меньшей мере двенадцать атомов углерода, но только одну алкеновую группу в углеродной цепи. Полиненасыщенные жирные кислоты или PUFA относятся к жирным кислотам, которые имеют по меньшей мере двенадцать атомов углерода и по меньшей мере две алкеновые группы в углеродной цепи. Длинноцепочечные полиненасыщенные жирные кислоты и LC-PUFA относятся к жирным кислотам, которые имеют по меньшей мере двадцать атомов углерода в углеродной цепи и содержат по меньшей мере две алкеновые группы. Полиненасыщенные жирные кислоты с очень длинной цепью и VLC-PUFA относятся к жирным кислотам, которые имеют по меньшей мере двадцать два атома углерода и по меньшей мере три алкеновые группы в углеродной цепи. Ссылка на LC-PUFA включает VLC-PUFA. Обычно число атомов углерода в углеродной цепи жирных кислот относится к неразветвленной углеродной цепи. Если углеродная цепь является разветвленной, из числа атомов углерода исключаются атомы, присутствующие в боковых группах.- 12 041446 chains. The two flanking carbons (attached to each side of the alkene group) can occur in the cis or trans configuration. Monounsaturated fatty acids refer to fatty acids that have at least twelve carbon atoms but only one alkene group in the carbon chain. Polyunsaturated fatty acids or PUFAs refer to fatty acids that have at least twelve carbon atoms and at least two alkene groups in the carbon chain. Long chain polyunsaturated fatty acids and LC-PUFAs refer to fatty acids that have at least twenty carbon atoms in the carbon chain and contain at least two alkene groups. Very long chain polyunsaturated fatty acids and VLC-PUFAs refer to fatty acids that have at least twenty-two carbon atoms and at least three alkene groups in the carbon chain. Link to LC-PUFA includes VLC-PUFA. Typically, the number of carbon atoms in the carbon chain of fatty acids refers to the straight carbon chain. If the carbon chain is branched, the atoms present in the side groups are excluded from the number of carbon atoms.
В одном варианте осуществления LC-PUFA представляет собой жирную кислоту ω3 или жирную кислоту Омега-3: она относится к семье ненасыщенных жирных кислот (алкеновая группа, двойная связь или С=С), имеющих углерод-углеродную связь у третьего атома углерода от метилового конца жирной кислоты. В другом варианте осуществления LC-PUFA представляет собой жирную кислоту ω6: она относится к семье ненасыщенных жирных кислот (алкеновая группа), имеющих углерод-углеродную связь у шестого атома углерода от метилового конца жирной кислоты. Положение алкена в цепи жирной кислоты также обозначается с использованием Δ (или дельта), при этом положение алкена пронумеровано относительно карбоксильного конца жирной кислоты. Например, линолевая кислота может быть обозначена также как цис-Δ9, цис-Δ12 октадекадиеновая кислота или Δ9, 2 октадекадиеновая кислота. Жирные кислоты могут быть также идентифицированы путем обращения к липидному числу C:D, где С представляет собой число атомов углерода и D представляет собой число двойных связей в углеродной цепи. Например, арахидоновая кислота может быть аннотирована 20:4Δ5, , , , что означает цепь из двадцати атомов углерода с четырьмя алкеновыми группами, расположенными у атомов углерода 5, 8, 11 и 14 от карбоксильного конца жирной кислоты. Это название также указывает на то, что арахидоновая кислота представляет собой жирную кислоту ω6, потому что если имеется двадцать атомов углерода и алкен у С14 от карбоксильного конца, первый алкен от метильного конца должен быть у C6.In one embodiment, LC-PUFA is a ω3 fatty acid or an omega-3 fatty acid: it belongs to the family of unsaturated fatty acids (alkene group, double bond, or C=C) having a carbon-carbon bond at the third carbon atom from the methyl end fatty acid. In another embodiment, LC-PUFA is a ω6 fatty acid: it belongs to the family of unsaturated fatty acids (alkene group) having a carbon-carbon bond at the sixth carbon atom from the methyl end of the fatty acid. The position of the alkene in the fatty acid chain is also denoted using Δ (or delta), with the alkene position numbered relative to the carboxy terminus of the fatty acid. For example, linoleic acid may also be referred to as cis-Δ9, cis-Δ12 octadecadienoic acid, or Δ9,2 octadecadienoic acid. Fatty acids can also be identified by referring to the lipid number C:D, where C is the number of carbon atoms and D is the number of double bonds in the carbon chain. For example, arachidonic acid can be annotated 20:4Δ 5, , , , which means a chain of twenty carbons with four alkene groups located at carbons 5, 8, 11, and 14 from the carboxy terminus of the fatty acid. This name also indicates that arachidonic acid is a ω6 fatty acid, because if there are twenty carbons and an alkene at C14 from the carboxyl end, the first alkene from the methyl end must be at C6.
В следующем варианте осуществления LC-PUFA выбрана из группы, состоящей из арахидоновой кислоты (ARA, 20:4Δ5,8,11,14; ω6), эйкозатетраеновой кислоты (ЕТА, 20:4Δ8,11,14,17; ω3), эйкозапентаеновой кислоты (ЕРА, 20:5Δ5,8,11,14,17; ω3), докозапентаеновой кислоты (DPA, 22:5Δ7,10,13,16,19; ω3) или докозагексаеновой кислоты (DHA, 22:6Δ4,7,10,13,16,19; ω3). LC-PUFA также может представлять собой дигомо-γлинолевую кислоту (DGLA) или эйкозатриеновую кислоту (ETrA, 20:3Δ11,14,17; ω3). LC-PUFA, полученная в соответствии с настоящими вариантами осуществления, может представлять собой смесь любого или всего вышеперечисленного и может включать другие LC-PUFA или производные любых из этих LC-PUFA. По меньшей мере в одном варианте осуществления жирные кислоты ω3 представляют собой по меньшей мере одну из DHA; DPA и DHA; или ЕРА, DPA и DHA.In a further embodiment, the LC-PUFA is selected from the group consisting of arachidonic acid (ARA, 20:4Δ 5.8,11.14 ; ω6), eicosatetraenoic acid (ETA, 20:4Δ 8.11,14.17 ; ω3) , eicosapentaenoic acid (EPA, 20:5Δ 5,8,11,14,17 ; ω3), docosapentaenoic acid (DPA, 22:5Δ 7,10,13,16,19 ; ω3) or docosahexaenoic acid (DHA, 22: 6Δ 4,7,10,13,16,19 ; ω3). LC-PUFA can also be dihomo-γlinoleic acid (DGLA) or eicosatrienoic acid (ETrA, 20:3Δ 11,14,17 ; ω3). The LC-PUFA made in accordance with the present embodiments may be a mixture of any or all of the above and may include other LC-PUFAs or derivatives of any of these LC-PUFAs. In at least one embodiment, the ω3 fatty acids are at least one of DHA; DPA and DHA or EPA, DPA and DHA.
Кроме того, как отмечено выше, LC-PUFA и VLC-PUFA могут представлять собой свободную жирную кислоту (неэтерифицированную), этерифицированную или находиться в другой связанной форме. Таким образом, LC-PUFA согласно настоящим вариантам изобретения может быть представлена в виде смеси форм в липиде клетки, экстрагированном липиде или очищенном масле. По меньшей мере в одном варианте осуществления масло содержит по меньшей мере 75% или по меньшей мере 85% триацилглицеринов (TAG), при этом остальная часть присутствует в виде других форм липида, таких как упомянутые, при этом TAG содержат по меньшей мере одну LC-PUFA. Затем масло может быть дополнительно очищено или обработано, например, путем гидролиза с помощью сильного основания для высвобождения свободных жирных кислот или путем дистилляции или т.п.In addition, as noted above, LC-PUFA and VLC-PUFA may be free fatty acid (non-esterified), esterified, or in another bound form. Thus, the LC-PUFA of the present embodiments of the invention may be present as a mixture of forms in a cell lipid, an extracted lipid, or a purified oil. In at least one embodiment, the oil contains at least 75% or at least 85% triacylglycerols (TAGs), with the remainder present as other lipid forms such as those mentioned, wherein the TAGs contain at least one LC- PUFA. The oil can then be further refined or processed, such as by hydrolysis with a strong base to release free fatty acids, or by distillation or the like.
Таким образом, выражения общее жирные кислоты ω3, общее содержание жирных кислот ω3 и т.п. относятся к сумме всех жирных кислот ω3, этерифицированных и неэтерифицированных, в экстрагированном липиде, масле, рекомбинантной клетке, части растения или семени, как определяет контекст, обычно выраженной в виде процента от общего содержания жирных кислот. Эти жирные кислоты ω3 включают ALA, SDA, ETrA, ETA, EPA, DPA или DHA и исключают любые жирные кислоты ω6 или мононенасыщенные жирные кислоты. Выражения новые жирные кислоты ω3, содержание новых жирных кислот ω3 и т.п. относятся к сумме всех жирных кислот ω3 за исключением ALA, этерифицированных и неэтерифицированных, в экстрагированном липиде, масле, рекомбинантной клетке, части растения или семени, как определяет контекст, выраженной в процентах от общего содержания жирных кислот. Эти новые жирные кислоты ω3 представляют собой жирные кислоты, которые продуцируются в клетках, растениях, частях растений и семенах согласно настоящим вариантам осуществления путем экспрессии трансгенных конструкций элитного события и, в случае присутствия, включают SDA, ETrA, ETA, EPA, DPA или DHA, но исключают ALA, любые жирные кислоты ω6 или мононенасыщенныеThus, expressions for total fatty acids ω3, total fatty acids ω3, and the like are refer to the sum of all ω3 fatty acids, esterified and non-esterified, in an extracted lipid, oil, recombinant cell, plant part, or seed, as the context defines, usually expressed as a percentage of the total fatty acids. These ω3 fatty acids include ALA, SDA, ETrA, ETA, EPA, DPA or DHA and exclude any ω6 fatty acids or monounsaturated fatty acids. Expressions new fatty acids ω3, content of new fatty acids ω3, etc. refer to the sum of all ω3 fatty acids excluding ALA, esterified and non-esterified, in an extracted lipid, oil, recombinant cell, plant part, or seed, as determined by the context, expressed as a percentage of total fatty acids. These new ω3 fatty acids are fatty acids that are produced in the cells, plants, plant parts, and seeds of the present embodiments by expression of elite event transgene constructs and, when present, include SDA, ETrA, ETA, EPA, DPA, or DHA, but exclude ALA, any ω6 fatty acids or monounsaturated
- 13 041446 жирные кислоты. Иллюстративное общее содержание жирных кислот ω3 и содержание новых жирных кислот ω3 может быть определено путем превращения жирных кислот в образце в метиловые эфиры жирных кислот (FAME) и анализа с помощью газовой хроматографии (GC) способами, известными в данной области. См., например, American Oilseed Chemists' Society (AOCS) method Celd-91.- 13 041446 fatty acids. Exemplary total ω3 fatty acid content and new ω3 fatty acid content can be determined by converting the fatty acids in a sample to fatty acid methyl esters (FAME) and analyzing by gas chromatography (GC) by methods known in the art. See, for example, American Oilseed Chemists' Society (AOCS) method Celd-91.
Сходным образом, выражения общие жирные кислоты ω6, общее содержание жирных кислот ω6 и т.п. относятся к сумме всех жирных кислот ω6, этерифицированных и неэтерифицированных, в экстрагированном липиде, масле, рекомбинантной клетке, части растения или семени, как определяет контекст, выраженной в процентах от общего содержания жирных кислот. Общие жирные кислоты ω6 в случае присутствия могут включать LA, GLA, DGLA, ARA, EDA или ω6-DPA и исключают любые жирные кислоты ω3 или мононенасыщенные жирные кислоты. Выражения новые жирные кислоты ω6, содержание новых жирных кислот ω6 и т.п. относятся к сумме всех жирных кислот ω6, исключая LA, этерифицированных и неэтерифицированных, в экстрагированном липиде, масле, рекомбинантной клетке, части растения или семени, как определяет контекст, выраженной в процентах от общего содержания жирных кислот. Эти новые жирные кислоты ω6 представляют собой жирные кислоты, которые продуцируются в клетках, растениях, частях растения или семенах, как описано в настоящем документе, посредством экспрессии трансгенов элитного события и могут включать GLA, DGLA, ARA, EDA или ω6-DPA, но исключают LA, любые жирные кислоты ω3 или мононенасыщенные жирные кислоты.Similarly, expressions for total fatty acids ω6, total fatty acids ω6, and the like. refer to the sum of all ω6 fatty acids, esterified and non-esterified, in an extracted lipid, oil, recombinant cell, plant part, or seed, as determined by context, expressed as a percentage of total fatty acids. General ω6 fatty acids, if present, may include LA, GLA, DGLA, ARA, EDA, or ω6-DPA and exclude any ω3 fatty acids or monounsaturated fatty acids. Expressions new fatty acids ω6, content of new fatty acids ω6, etc. refer to the sum of all ω6 fatty acids excluding LA, esterified and non-esterified, in an extracted lipid, oil, recombinant cell, plant part, or seed, as determined by the context, expressed as a percentage of total fatty acids. These new ω6 fatty acids are fatty acids that are produced in cells, plants, plant parts, or seeds as described herein through the expression of elite event transgenes and may include GLA, DGLA, ARA, EDA, or ω6-DPA, but exclude LA, any ω3 fatty acids or monounsaturated fatty acids.
Анализ половинок семян представляет собой процедуру, в которой анализ жирных кислот проводят на одной из двух семядолей (половинке семени), а оставшийся проросток, несущий вторую семядоль, используют для формирования растения, если результаты анализа являются положительными.Seed halves analysis is a procedure in which fatty acid analysis is performed on one of two cotyledons (seed halves) and the remaining seedling bearing the second cotyledon is used to form a plant if the results of the analysis are positive.
Содержание белка представляет собой типичное процентное массовое содержание белка в не содержащей масла муке или по существу не содержащей масла муке, например, с удалением 95 или 99% масла из зрелых цельных высушенных семян, как определено способами, известными в данной области. См., например, Daun et al., 2011; AOCS Official Meth. Ba 4e-93 Combustion Meth. Determination Crude Protein.The protein content is the typical weight percent protein in oil-free flour or essentially oil-free flour, for example, with 95 or 99% oil removed from mature whole dried seeds, as determined by methods known in the art. See, for example, Daun et al., 2011; AOCS Official Meth. Ba 4e-93 Combustion Meth. Determination Crude Protein.
Зрелое семя, произведенное коммерческими производителями для целей, отличных от выращивания или размножения видов, иногда называется зерном.Mature seed produced by commercial growers for purposes other than cultivating or propagating a species is sometimes referred to as a grain.
Квалифицированному специалисту будет понятно, например, что термин получение части растения в качестве стадии в способе согласно настоящим вариантам осуществления может включать получение одной или нескольких частей растения, таких как семена, для использования в способе. Получение части растения включает сбор части растения от растения, например, с помощью механического харвестера, или приобретение части растения, или получение части растения от поставщика, или получение части растения иным способом путем приобретения части растения у кого-либо еще, у кого имеется собранная часть растения. Таким образом, например, получение семени NS-B5OO27-4 или потомства NS-B50027-4 может включать выращивание растений, сбор семян растений, приобретение семян, получение семян, покупку семян, помещение семян в контейнер или хранение семян, или транспортировку семян в другое место.The skilled artisan will appreciate, for example, that the term obtaining a plant part as a step in a method according to the present embodiments may include obtaining one or more plant parts, such as seeds, for use in the method. Obtaining a plant part includes harvesting a plant part from a plant, such as with a mechanical harvester, or purchasing a plant part, or obtaining a plant part from a supplier, or otherwise obtaining a plant part by purchasing a plant part from someone else who has the harvested part. plants. Thus, for example, obtaining NS-B5OO27-4 seed or NS-B50027-4 progeny may involve growing plants, collecting plant seeds, acquiring seeds, obtaining seeds, purchasing seeds, placing seeds in a container or storing seeds, or transporting seeds to another place.
Выражение по существу все физиологические и морфологические характеристики родителя относится к растению, которое обладает по существу всеми физиологическими и морфологическими характеристиками рекуррентного родителя за исключением характеристик, происходящих от преобразованного признака. Инбредная линия канолы NS-B50027-4.The expression essentially all physiological and morphological characteristics of the parent refers to a plant that has essentially all the physiological and morphological characteristics of the recurrent parent, with the exception of characteristics derived from the transformed trait. Canola inbred line NS-B50027-4.
Линия канолы NS-B50027-4 представляет собой стабильную и однородную линию разведения, как описано в настоящем документе. Линия NS-B50027-4 была разведена с удалением особого внимания однородности типа растения, и указанная линия была размножена при постоянном наблюдении за однородностью. Линия NS-B50027-4 прошла полевые испытания с разрешением регулирующих органов на десяти участках в главных регионах выращивания канолы в Австралии и Канаде. Оценки агрономических характеристик проводились в полевых исследованиях на множестве участках для оценки характеристик, таких как всхожесть, мощность проростков, высота растений, полегание и выход. Все полевые испытания также проводили в отношении условно-патогенных болезней или вызывающих стресс насекомых, а также нормальных фенотипических характеристик.The NS-B50027-4 canola line is a stable and uniform breeding line as described herein. Line NS-B50027-4 was bred with emphasis on uniformity of plant type, and said line was propagated while constantly monitoring uniformity. The NS-B50027-4 line has been field tested with regulatory approval at ten sites in major canola growing regions in Australia and Canada. Agronomic performance evaluations were carried out in field studies at multiple sites to evaluate characteristics such as germination, seedling vigor, plant height, lodging and yield. All field trials were also conducted against opportunistic diseases or stress-causing insects, as well as normal phenotypic characteristics.
Линия NS-B50027-4 является сходной с австралийским сортом AV Jade (родительская изогенная линия) с точки зрения листьев, цветков и стручков, и дает растения с одинаковой высотой и внешним видом в зрелом состоянии. Линия NS-B50027-4 обладает приемлемой устойчивостью к болезням черной ножки (Leptosphaeria) и имеет сходный потенциал выхода семян в типичных условиях выращивания канолы в Австралии и не демонстрирует повышенной склонности к растрескиванию семян или полеганию растений при созревании по сравнению с AV Jade. Значимых различий не наблюдалось между канолой DHA и AV Jade в отношении характеристик вредителей растений, и ничто не указывало на селективное преимущество, которое могло бы привести к повышенной вероятности зарастания сорняками канолы NS-B50027-4.Line NS-B50027-4 is similar to the Australian AV Jade (parental isogenic line) in terms of leaves, flowers and pods, and produces plants with the same height and appearance when mature. Line NS-B50027-4 has acceptable resistance to blackleg (Leptosphaeria) disease and has a similar seed production potential under typical canola growing conditions in Australia and does not show increased seed cracking or plant lodging at maturity compared to AV Jade. No significant differences were observed between DHA canola and AV Jade in terms of plant pest characteristics, and nothing indicated a selective advantage that would result in an increased likelihood of canola NS-B50027-4 weed infestation.
В дополнение к признаку LC-PUFA линия NS-B50027-4 отличается от AV Jade немного более длительным периодом достижения стадии цветения и в этом отношении является сходной с австралийскимIn addition to the LC-PUFA trait, NS-B50027-4 differs from AV Jade in having a slightly longer time to flower and is similar to Australian in this regard.
- 14 041446 культиваром ATR Wahoo. NS-B50027-4 отличается, в частности, продукцией в своих семенах LC-PUFA, в частности жирных кислот LC-ω3 и более конкретно DHA. Линия канолы NS-B50027-4 не является родителем какого-либо другого культивара канолы, коммерциализированного на момент подачи патента на эту линию NS-B50027-4.- 14 041446 ATR Wahoo cultivar. NS-B50027-4 is notable in particular for the production of LC-PUFA in its seeds, in particular LC-ω3 fatty acids and more specifically DHA. The NS-B50027-4 canola line is not the parent of any other canola cultivar commercialized at the time of the patent filing for this NS-B50027-4 line.
Инбредная трансгенная линия канолы NS-B50027-4 имеет следующие морфологические и физиологические характеристики (основанные в первую очередь на данных, полученных и усредненных из восьми различных местоположений в Австралии в 2015 г.).The inbred transgenic canola line NS-B50027-4 has the following morphological and physiological characteristics (based primarily on data obtained and averaged from eight different locations in Australia in 2015).
Таблица 1Table 1
Описательная информация: NS-B50027-4 и AV JadeDescriptive information: NS-B50027-4 and AV Jade
В другом аспекте настоящих вариантов осуществления предлагается способ получения происходящего из NS-B50027-4 растения Brassica или канолы, или его частей, таких как семя, включающий получение семени NS-B50027-4 или семени новой линии Brassica napus, описанной выше, и выращивание семени в растение в условиях выращивания Brassica или канолы. В другом варианте осуществления предлагается получение гибридного семени путем получения семени NS-B50027-4 или семени линии Brassica napus, как описано выше, выращивания растения, перекрестного опыления растения и получения семени, которое созревает в результате перекрестного опыления. Затем семя может быть культивировано в условиях выращивания растения Brassica или канолы с получением гибрида растения Brassica или канолы, или его частей, включая семя. Таким образом, в другом аспекте предлагается способ выращивания линии Brassica napus NS-B50027-4 (репрезентативное семя указанной линии депонировано в АТСС® под номером доступа РТА-123186), сублинии NS-B50027-4, потомства NS-B50027-4 или сублинии, или растения, полученного путем скрещивания NS-B50027-4 со вторым растением Brassica, при этом способ включает: получение семени Brassica NS-B50027-4 или семени линии Brassica napus, как описано выше, и выращивание семени в условиях выращивания растения Brassica. Дополнительные аспекты, касающиеся потомства, гибридов и интрогрессивной гибридизации с получением NS-N50027-4, описаны в настоящем документе.In another aspect of the present embodiments, a method is provided for obtaining a Brassica plant or canola derived from NS-B50027-4, or parts thereof, such as a seed, comprising obtaining the seed of NS-B50027-4 or the seed of the new Brassica napus line described above, and growing the seed into the plant under Brassica or canola growing conditions. In another embodiment, it is proposed to obtain a hybrid seed by obtaining NS-B50027-4 seed or Brassica napus seed as described above, growing the plant, cross-pollinating the plant, and obtaining a seed that matures as a result of cross-pollination. The seed may then be cultivated under Brassica or canola growing conditions to produce a Brassica or canola hybrid, or parts thereof, including the seed. Thus, in another aspect, a method is provided for growing the line Brassica napus NS-B50027-4 (representative seed of said line is deposited with ATCC® under accession number PTA-123186), sub-line NS-B50027-4, progeny NS-B50027-4 or sub-line, or a plant obtained by crossing NS-B50027-4 with a second Brassica plant, the method comprising: obtaining Brassica NS-B50027-4 seed or Brassica napus line seed as described above, and growing the seed under Brassica plant growing conditions. Additional aspects regarding progeny, hybrids, and introgressive hybridization to produce NS-N50027-4 are described herein.
- 15 041446- 15 041446
Элитное событие.Elite event.
Фенотипическая экспрессия трансгенов в каноле определяется структурой самой трансгенной кассеты и локализацией ее вставки в геноме растения: присутствие трансгенов в конкретных локализациях в геноме растения может влиять на экспрессию трансгена и общий фенотип растения. Встраивание молекулы рекомбинантной ДНК в геном растения обычно происходит в результате трансформации клетки или ткани (или в результате других генетических манипуляций). Конкретный(ые) сайт(ы) встраивания может(могут) быть случайными или предварительно определенными (если используется процесс таргетной интеграции). Агрономически или промышленно успешное введение представляющего коммерческий интерес признака в растение путем генетической манипуляции может представлять длительную процедуру, зависящую от различных факторов. Фактическая трансформация и регенерация генетически трансформированных растений являются лишь первыми в сериях стадий отбора, которые включают обширное описание генетических характеристик, разведение и оценку во время испытаний в теплице или поле, что в конечном итоге приводит к отбору элитного события.The phenotypic expression of transgenes in canola is determined by the structure of the transgene cassette itself and the localization of its insertion in the plant genome: the presence of transgenes in specific localizations in the plant genome can affect transgene expression and the overall plant phenotype. The insertion of a recombinant DNA molecule into the plant genome usually occurs as a result of cell or tissue transformation (or other genetic manipulations). The specific embedding site(s) may be random or pre-defined (if a targeted integration process is used). Agronomically or industrially successful introduction of a trait of commercial interest into a plant by genetic manipulation can be a lengthy procedure, depending on various factors. The actual transformation and regeneration of genetically transformed plants is only the first in a series of selection steps that involve extensive description of genetic characteristics, breeding and evaluation during greenhouse or field trials, which ultimately leads to the selection of an elite event.
Линия NS-B50027-4 была выбрана в качестве элитного события в разработке канолы, которая продуцирует LC-PUFA, в частности жирные кислоты LC-шЗ и более конкретно DHA. Элитное событие представляет собой событие, выбираемое из группы событий, полученных путем трансформации одной и той же трансформирующей ДНК или путем возвратного скрещивания с растениями, полученными в результате такой трансформации, на основании экспрессии и стабильности трансгенных конструкций, совместимости с оптимальными агрономическими характеристиками растения, содержащего такие конструкции, и реализации желаемого фенотипического признака. Таким образом, критерии селекции элитного события представляют собой по меньшей мере один, и предпочтительно все критерии из следующего списка:The NS-B50027-4 line was selected as an elite development in canola development that produces LC-PUFA, in particular LC-w3 fatty acids and more specifically DHA. An elite event is an event selected from a group of events obtained by transformation of the same transforming DNA or by backcrossing with plants resulting from such transformation, based on the expression and stability of transgenic constructs, compatibility with the optimal agronomic characteristics of a plant containing such construction, and realization of the desired phenotypic trait. Thus, the selection criteria for an elite event are at least one, and preferably all of the following list:
(a) присутствие трансгенов не ставит под угрозу другие желательные характеристики растения, например характеристики, относящиеся к агрономической производительности или коммерческой ценности;(a) the presence of the transgenes does not compromise other desirable characteristics of the plant, such as characteristics relating to agronomic productivity or commercial value;
(b) событие описывается четко определенной молекулярной конфигурацией, которая стабильно наследуется и для которой можно разработать подходящие диагностические инструменты для контроля идентичности;(b) the event is described by a well-defined molecular configuration that is stably inherited and for which suitable diagnostic tools can be developed to control identity;
(с) представляющие интерес гены в трансгенной кассете демонстрируют корректную, адекватную и стабильную пространственную и временную фенотипическую экспрессию на коммерчески приемлемом уровне в диапазоне условий окружающей среды, при которых возможно нормальное агрономическое использование растений, несущих указанное событие. Трансгены также могут быть ассоциированы с положениями в геноме растения, которые обеспечивают возможность интрогрессии в последующее коммерчески желательное генетическое окружение.(c) the genes of interest in the transgene cassette exhibit correct, adequate and stable spatial and temporal phenotypic expression at a commercially acceptable level under a range of environmental conditions under which normal agronomic exploitation of the plants carrying said event is possible. Transgenes can also be associated with positions in the plant genome that allow for introgression into a subsequent commercially desirable genetic environment.
Элитный статус события подтверждают интрогрессией элитного события в различные варианты генетического окружения, имеющие отношение к рассматриваемому вопросу, и наблюдением соответствия по меньшей мере одному из вышеприведенных критериев, например (а), (b) и (с). Кроме того, отбор элитных событий может быть также определен по совместимости, в частности, потомство, полученное в результате скрещивания между NS-B50027-4 и растением, несущим по меньшей мере одно другое событие таким образом, что указанное потомство несет оба события. Таким образом, элитное событие относится к генетическому локусу, содержащему трансгенную(ые) кассету(ы), которая(ые) соответствует(ют) вышеописанным критериям. Растение, семена, растительный материал или потомство могут содержать одно или несколько элитных событий в составе своего генома.The elite status of the event is confirmed by introgression of the elite event into various variants of the genetic environment relevant to the issue under consideration, and the observation of compliance with at least one of the above criteria, for example (a), (b) and (c). In addition, the selection of elite events can also be determined by compatibility, in particular, the progeny resulting from crossing between NS-B50027-4 and a plant carrying at least one other event such that said progeny carries both events. Thus, an elite event refers to a genetic locus containing a transgene(s) cassette(s) that(s) meet(s) the criteria described above. A plant, seed, plant material, or progeny may contain one or more elite events within its genome.
Экспрессия трансгенов наделяет растение одним или несколькими фенотипическими признаками (например, продукцией жирных кислот LC-шЗ), которые должны были быть приданы путем встраивания трансформирующей ДНК (на основе структуры и функции некоторых или всех представляющих интерес генов). В настоящих вариантах осуществления несколько трансгенов обеспечивают путь биосинтеза для продукции жирных кислот LC-шЗ в трансформированном растении.The expression of the transgenes confers on the plant one or more phenotypic traits (eg, LC-w3 fatty acid production) that would be conferred by insertion of transforming DNA (based on the structure and function of some or all of the genes of interest). In the present embodiments, several transgenes provide a biosynthetic pathway for the production of LC-w3 fatty acids in the transformed plant.
Один аспект настоящих вариантов осуществления относятся к удивительному количеству копий экспрессируемых трансгенов в геноме NS-B50027-4. Под экспрессируемым подразумевается, что первичная структура молекулы ДНК, т.е. кодирующая последовательность трансгена, указывает на то, что ген кодирует активный белок. Однако экспрессируемые кодирующие последовательности могут не экспрессироваться, поскольку сайленсинг генов происходит вследствие действия различных механизмов инактивации гомологичных трансгенов in vivo. Инактивация гомологичных трансгенов описана в растениях, где трансген вводили в смысловой ориентации с неожиданным результатом, показавшим, что активность и гена, и трансгена подавлялась. См. Napoli et al., 2 Plant Cell 279 (1990). Возможные механизмы инактивации гомологичных генетических последовательностей включают инактивацию транскрипции посредством метилирования, где сигнал эндогенным механизмам генного саиленсинга дают области дублицированной ДНК, и посттранскрипционного сайленсинга, при котором совместные уровни мРНК от эндогенного гена и трансгена запускают индуцированную пороговым уровнем деградацию обоих транскриптов. См. van Bokland et al., 6 Plant J. 861 (1994). Удивительно, однако, что хотя в NS-B50027-4One aspect of the present embodiments relates to the surprising copy number of expressed transgenes in the genome of NS-B50027-4. Expressed means that the primary structure of the DNA molecule, i.e. the coding sequence of the transgene indicates that the gene encodes an active protein. However, expressed coding sequences may not be expressed because gene silencing occurs due to various mechanisms of inactivation of homologous transgenes in vivo. Inactivation of homologous transgenes has been described in plants where the transgene was introduced in sense orientation, with the surprising result that both gene and transgene activity was suppressed. See Napoli et al., 2 Plant Cell 279 (1990). Possible mechanisms for the inactivation of homologous genetic sequences include transcription inactivation via methylation, where the endogenous mechanisms of gene silencing are signaled by regions of duplicated DNA, and post-transcriptional silencing, in which the combined levels of mRNA from the endogenous gene and transgene trigger threshold-induced degradation of both transcripts. See van Bokland et al., 6 Plant J. 861 (1994). It is surprising, however, that although the NS-B50027-4
- 16 041446 имеется по меньшей мере три копии нескольких трансгенов, некоторые из которых расположены в одинаковой ориентации, NS-B50027-4 проявляет синергетическую экспрессию DHA.- 16 041446 has at least three copies of several transgenes, some of which are located in the same orientation, NS-B50027-4 shows synergistic expression of DHA.
Исходные трансформанты, культивированные из Brassica napus L. (вар. AV Jade), продемонстрировали широкую вариабельность в уровнях продукции жирных кислот, особенно в уровнях ЕРА и DHA. Для второго и третьего поколений отбор был основан, главным образом, на содержании DHA и ЕРА в трансгенных семенах. В некоторых случаях, особенно в поколениях Т2 или T3, картины сегрегации (определенные по выращиванию двадцати-сорока индивидуальных семян от одного растения до двадцатисорока потомков и затем измерению содержания DHA и ЕРА в индивидуальных семенах этих потомков) также показали результаты с большим разбросом, что указывает на появление комплексных или мультикопийных вставок. Таким образом, многие из первоначальных поколений Т2 или T3 растений были отброшены. Первоначально был сделан вывод о том, что множественные копии трансгенной вставки будут давать нестабильные трансформанты, а также проявлять классический сайленсинг генов, наблюдаемый в гомозиготных генотипах, как обсуждалось выше. Следовательно, если анализ PCR трансформированных растений показал число копий >1, эти трансформанты часто отбрасывали.The original transformants cultured from Brassica napus L. (var. AV Jade) showed wide variability in fatty acid production levels, especially in EPA and DHA levels. For the second and third generations, the selection was based mainly on the content of DHA and EPA in transgenic seeds. In some cases, especially in the T2 or T3 generations, segregation patterns (determined by growing twenty to forty individual seeds from one plant to twenty forty offspring and then measuring the DHA and EPA content of the individual seeds of these offspring) also showed results with a large scatter, indicating for the appearance of complex or multicopy inserts. Thus, many of the original generations of T2 or T3 plants have been discarded. It was initially concluded that multiple copies of the transgenic insert would produce unstable transformants as well as exhibit the classic gene silencing seen in homozygous genotypes as discussed above. Therefore, if PCR analysis of transformed plants showed a copy number >1, these transformants were often discarded.
Удивительным образом было обнаружено, что элитное событие NS-B5OO27-4 содержит стабильное (и функциональное) мультикопийное событие: вставку из шестнадцати генов, включающую две кассеты по восемь генов, ограниченные Т-ДНК (каждая вставка из восьми генов, кодирующая семь ферментов, и маркер), расположенные в бинарном (перевернутом) виде от левой границы до левой границы (аналогично массивному палиндрому); и отдельную меньшую кассету с четырьмя генами; и эта комбинация трансгенных вставок действует синергетически в отношении продукции DHA в инбредной линии NS-B50027-4. Более конкретно комбинация скрещивания, возвратного скрещивания и самоскрещивания сегрегировала вставку из шестнадцати генов в хромосому А05 (также называемую N05) и вставку из четырех генов в хромосому А02 (также называемую N02). Вклад каждой трансгенной хромосомы определяли путем разведения каждого сегреганта с получением чистых гомозиготных линий каждого события. Например, в одном эксперименте сегрегант, содержащий вставку из шестнадцати генов, продуцировал около 4% DHA; и сегрегант, содержащий вставку из четырех генов, не продуцировал DHA; но когда сегреганты выращивали путем объединения трансгенного локуса А02 хромосомы и трансгенного локуса А05 хромосомы, комбинация двух трансгенных вставок обеспечивала растение, которое продуцировало по меньшей мере от около 7% DHA до по меньшей мере около 14% DHA, включительно, в своем семени. Этот результат был неожиданным. Как уже отмечалось, несмотря на необычный генетический состав элитного события NS-B50027-4 эта линия оказалась стабильной и надежной в отношении продукции жирных кислот.Surprisingly, the NS-B5OO27-4 elite event was found to contain a stable (and functional) multicopy event: a sixteen-gene insert comprising two T-DNA-limited eight-gene cassettes (each insert of eight genes encoding seven enzymes, and marker) located in binary (inverted) form from the left border to the left border (similar to a massive palindrome); and a separate smaller cassette with four genes; and this combination of transgenic inserts acts synergistically for DHA production in the NS-B50027-4 inbred line. More specifically, the combination of crossing, backcrossing and self-crossing segregated a sixteen-gene insertion on the A05 chromosome (also referred to as N05) and a four-gene insertion on the A02 chromosome (also referred to as N02). The contribution of each transgenic chromosome was determined by breeding each segregant to obtain pure homozygous lines for each event. For example, in one experiment, a segregant containing an insert of sixteen genes produced about 4% DHA; and the segregant containing the four-gene insert did not produce DHA; but when the segregants were grown by combining the transgenic A02 chromosome locus and the transgenic A05 chromosome locus, the combination of the two transgene inserts provided a plant that produced at least about 7% DHA to at least about 14% DHA, inclusive, in its seed. This result was unexpected. As already noted, despite the unusual genetic composition of the NS-B50027-4 elite event, this line was found to be stable and reliable in terms of fatty acid production.
Как уже отмечалось в настоящем документе, путь биосинтеза для LC-PUFA включал семяспецифические промоторы для ограничения экспрессии и продукции LC-PUFA в развивающемся семени. Экспрессии какого-либо из семи трансгенов не было обнаружено в целых растениях, корнях, цветках или других растительных тканях (например, бутоне цветка, молодом стручке) NS-B50027-4, кроме семян. В развивающемся семени содержание трансгенных белков составляло от самого высокого до самого низкого (нг/мг общего белка): Pavsa-Δ4D>Lackl-Δ12D>Picpa-ω3D>Micpu-Δ6D>Pavsa-Δ5D>Pyrco-Δ6E и PyrcoΔ5Ε не был обнаружен. В зрелом семени содержание трансгенного белка составляло от самого высокого до самого низкого (нг/мг общего белка): Pavsa-Δ4D>Lackl-Δ12D=Picpa-ω3D>Pavsa-Δ5D>MicpuΔ6D>Pyrco-Δ5E, в то время как Pyrco-Δ6Е не был обнаружен.As noted herein, the biosynthetic pathway for LC-PUFA included seed-specific promoters to limit the expression and production of LC-PUFA in the developing seed. No expression of any of the seven transgenes was found in whole plants, roots, flowers, or other plant tissues (eg, flower bud, young pod) of NS-B50027-4, other than seeds. In the developing seed, the content of transgenic proteins ranged from the highest to the lowest (ng/mg total protein): Pavsa-Δ4D>Lackl-Δ12D>Picpa-ω3D>Micpu-Δ6D>Pavsa-Δ5D>Pyrco-Δ6E and PyrcoΔ5Ε were not detected. In mature seed, the transgenic protein content ranged from the highest to the lowest (ng/mg total protein): was not found.
В одном аспекте настоящих вариантов осуществления предлагается способ увеличения LC-PUFA в растении путем обеспечения (например, путем генетической трансформации или разведения) растения множественными копиями генетических конструкций, экспрессирующих некоторые ферменты front end пути биосинтеза LC-PUFA. См. Napier et al., 330 Biochem. J. 611 (1998) (характеризует структуру как N-концевой домен цитохрома b5 и типичный домен жирной кислоты-десатуразы, имеющий три высококонсервативных гистидиновых бокса). Например, хотя не все ферменты Δ6-десатуразы, Δ5-десатуразы, Δ5-элонгазы и ω3/Δ15-десатуразы (считаются № 2, 3, 5 и 6 в пути биосинтеза) могут рассматриваться исключительно как front end десатуразы, в конкретных вариантах осуществления эти гены собраны в искусственный локус, который усиливает продукцию LC-PUFA, такой как DHA. В конкретных вариантах осуществления искусственный локус, содержащий некоторые front end гены, включает Δ6-десатуразу, происходящую из Micromonas pusilla, Δ5-элонгазу, происходящую из Pyramimonas cordata, Δ5-десатуразу, происходящую из Pavlova salina, и Δ15/ω3-десатуразу, происходящую из Pichia pastoris. Локализация этого искусственного локуса на хромосоме А02 NS-B50027-4 обеспечивает средства сегрегации этого локуса в линию растения (сегрегант) и обеспечивает возможность его интрогрессии в другое растение с помощью традиционных методов разведения растений.In one aspect of the present embodiments, a method for increasing LC-PUFA in a plant is provided by providing (eg, by genetic transformation or breeding) to the plant multiple copies of genetic constructs expressing certain enzymes at the front end of the LC-PUFA biosynthetic pathway. See Napier et al., 330 Biochem. J. 611 (1998) (characterizes the structure as an N-terminal cytochrome b5 domain and a typical fatty acid desaturase domain having three highly conserved histidine boxes). For example, while not all Δ6-desaturase, Δ5-desaturase, Δ5-elongase, and ω3/Δ15-desaturase enzymes (counted as Nos. 2, 3, 5, and 6 in the biosynthetic pathway) can be considered solely as the front end of the desaturase, in specific embodiments, these the genes are assembled into an artificial locus that enhances the production of LC-PUFA, such as DHA. In specific embodiments, the artificial locus containing some front end genes includes Δ6-desaturase derived from Micromonas pusilla, Δ5-elongase derived from Pyramimonas cordata, Δ5-desaturase derived from Pavlova salina, and Δ15/ω3-desaturase derived from Pichia pastoris. Localization of this artificial locus on chromosome A02 NS-B50027-4 provides a means of segregating this locus into a plant line (segregant) and allowing it to introgress into another plant using conventional plant breeding techniques.
Масло и жирная кислота ω3.Oil and fatty acid ω3.
С помощью растений канолы линии NS-B50027-4 в соответствии с настоящими вариантами осуществления жирные кислоты ω3 и LC-ω3 могут быть получены в промышленных количествах из семян канолы NS-B50027-4. Таким образом, методы отбора и размножения трансформированных растений обеспечивают получение множества растений с выгодными признаками NS-B50027-4, которые собираютWith the canola plant line NS-B50027-4 according to the present embodiments, ω3 and LC-ω3 fatty acids can be produced commercially from canola seeds NS-B50027-4. Thus, methods for selecting and propagating transformed plants provide a variety of plants with advantageous NS-B50027-4 traits that are harvested
- 17 041446 обычным способом и жирную кислоту экстрагируют из представляющей интерес ткани, например, семян.- 17 041446 in the usual way and the fatty acid is extracted from the tissue of interest, for example seeds.
В следующем варианте осуществления экстрагированный растительный липид может быть обработан для увеличения уровня DHA в виде процента от общего содержания жирных кислот. Например, обработка представляет собой гидролиз этерифицированных жирных кислот с получением свободных жирных кислот или переэтерификацию для модификации компонентов TAG. Например, масло из семени NS-B5OO27-4 или его потомства может быть обогащено в отношении содержания DHA или обработано для превращения жирных кислот в масле в сложные алкиловые эфиры, такие как сложные метиловые или этиловые эфиры, которые затем могут быть очищены или фракционированы для обогащения липида или масла DHA. В некоторых вариантах осуществления композиция жирных кислот липида после такой обработки содержит по меньшей мере 40%, по меньшей мере 50%, по меньшей мере 60%, по меньшей мере 70%, по меньшей мере 80%, по меньшей мере 90% или по меньшей мере 95% DHA включительно.In a further embodiment, the extracted plant lipid may be treated to increase DHA levels as a percentage of total fatty acids. For example, the treatment is hydrolysis of esterified fatty acids to free fatty acids, or transesterification to modify TAG components. For example, oil from the seed of NS-B5OO27-4 or its progeny can be enriched for DHA content or processed to convert the fatty acids in the oil into alkyl esters such as methyl or ethyl esters, which can then be purified or fractionated for enrichment. lipid or DHA oil. In some embodiments, the lipid fatty acid composition after such treatment contains at least 40%, at least 50%, at least 60%, at least 70%, at least 80%, at least 90%, or at least least 95% DHA inclusive.
Настоящие варианты осуществления также включают потомство и потомков этих новых линий В. napus из линии NS-B50027-4. Потомство или потомки могут быть получены с помощью способов разведения или тканевой культуры, известных специалистам в данной области. Например, потомство или потомки могут содержать профиль жирных кислот канолы, развитый в этих линиях. Таким образом, потомки или потомство могут иметь любое количество генов из развитых линий. Потомки или потомство могут включать только те гены, которые обеспечивают фенотип жирных кислот канолы, представленный в настоящем документе, или дополнительные гены. Это может быть определено при помощи молекулярного анализа, известного специалистам в данной области.The present embodiments also include progeny and descendants of these new B. napus lines from the NS-B50027-4 line. Progeny or offspring can be obtained using breeding or tissue culture methods known to those skilled in the art. For example, the progeny or progeny may contain the canola fatty acid profile developed in these lines. Thus, offspring or offspring can have any number of genes from developed lines. Descendants or progeny may include only those genes that provide the canola fatty acid phenotype provided herein, or additional genes. This can be determined using molecular analysis known to those skilled in the art.
В одном аспекте предлагается способ получения семени растения Brassica, такого как В. napus или В. juncea, имеющего фенотип NS-B50027-4, например содержание DHA в семенах, составляющее по меньшей мере 5%, около 6%, около 7%, около 8%, около 9%, около 10%, около 11%, около 12% DHA, около 13% DHA, около 14% DHA, около 15%, около 16% DHA, около 17% DHA, около 18% DHA, около 19% DHA, около 20% DHA, около 21% DHA, около 22% DHA, около 23% DHA, около 24% DHA, около 25% DHA включительно или более DHA (в мас.% от общего содержания жирных кислот); или, например, содержание жирной кислоты LC-PUFA, составляющее по меньшей мере 5% LC-PUFA, около 6% LC-PUFA, около 7% LC-PUFA, около 8% LC-PUFA, около 9% LC-PUFA, около 10% LC-PUFA, около 11% LC-PUFA, около 12% LC-PUFA, около 13%, около 14% LC-PUFA, около 15% LC-PUFA, около 16% LC-PUFA, около 17% LC-PUFA около 18% LC-PUFA, около 19% LC-PUFA, около 20% LC-PUFA, около 21% LC-PUFA, около 22% LC-PUFA, около 23% LC-PUFA, около 24% LC-PUFA, около 25% LC-PUFA включительно или более LC-PUFA (сумма ЕРА, DPA и DHA в мас.% от общего содержания жирных кислот).In one aspect, a method is provided for obtaining seed from a Brassica plant, such as B. napus or B. juncea, having an NS-B50027-4 phenotype, such as a seed DHA content of at least 5%, about 6%, about 7%, about 8%, about 9%, about 10%, about 11%, about 12% DHA, about 13% DHA, about 14% DHA, about 15%, about 16% DHA, about 17% DHA, about 18% DHA, about 19% DHA, about 20% DHA, about 21% DHA, about 22% DHA, about 23% DHA, about 24% DHA, about 25% DHA inclusive, or more DHA (in wt% of total fatty acids); or, for example, an LC-PUFA fatty acid content of at least 5% LC-PUFA, about 6% LC-PUFA, about 7% LC-PUFA, about 8% LC-PUFA, about 9% LC-PUFA, about 10% LC-PUFA, about 11% LC-PUFA, about 12% LC-PUFA, about 13%, about 14% LC-PUFA, about 15% LC-PUFA, about 16% LC-PUFA, about 17% LC- PUFA about 18% LC-PUFA, about 19% LC-PUFA, about 20% LC-PUFA, about 21% LC-PUFA, about 22% LC-PUFA, about 23% LC-PUFA, about 24% LC-PUFA, about 25% LC-PUFA inclusive or more LC-PUFA (sum of EPA, DPA and DHA in wt% of total fatty acids).
В другом аспекте предлагается гомогенная совокупность измельченных семян Brassica napus, полученных из растений, описанных в настоящем документе (т.е. семя NS-B5OO27-4 или семя потомства, содержащего по меньшей мере один локус NS-B50027-4), при этом измельченные семена В. napus содержат по меньшей мере около 30%, около 35% или от около 36% до около 40% включительно по массе от общего содержания жирных кислот (мас.% семени). В конкретных вариантах осуществления, например, содержание жирных кислот в семени NS-B50027-4 или семени, полученном от потомства, содержащего по меньшей мере один локус из NS-B5OO27-4, составляет по меньшей мере 5% DHA, около 6% DHA, около 7% DHA около 8% DHA, около 9% DHA, около 10% DHA, около 11% DHA, около 12% DHA, около 13% DHA, около 14% DHA, около 15%, около 16% DHA, около 17% DHA, около 18% DHA, около 19% DHA, около 20% DHA, около 21% DHA, около 22% DHA, около 23% DHA, около 24% DHA, около 25% DHA включительно (в виде мас.% от общего содержания жирных кислот) или более DHA. В конкретных вариантах осуществления, например, содержание жирных кислот в семени NS-B50027-4 или семени потомства, содержащем по меньшей мере один локус из NS-B5OO27-4, составляет по меньшей мере 5% LC-PUFA, около 6% LC-PUFA, около 7% LC-PUFA, около 8% LC-PUFA, около 9% LC-PUFA, около 10% LC-PUFA, около 11% LC-PUFA, около 12% LC-PUFA, около 13%, около 14% LC- PUFA, около 15% LC-PUFA, около 16% LC-PUFA, около 17% LC-PUFA, около 18% LC-PUFA, около 19% LC-PUFA, около 20% LC-PUFA, около 21% LC-PUFA около 22% LC-PUFA, около 23% LC-PUFA, около 24% LC-PUFA, около 25% LC-PUFA, около 26% LC-PUFA, около 27% LC-PUFA, около 28% LC-PUFA, около 29% LC-PUFA, около 30% LC-PUFA, около 31% LC-PUFA, около 32% LC-PUFA, около 33% включительно или более LC-PUFA (LC-PUFA представляет собой сумму ЕРА, DPA и DHA в мас.% от общего содержания жирных кислот). В других вариантах осуществления, например, содержание жирных кислот в семени NS-B50027-4 включает по меньшей мере около 18% ALA, около 19% ALA, около 20% ALA, около 21% ALA, около 22% ALA, около 23% ALA около 24% ALA, около 25% ALA, около 26% ALA включительно или более ALA в мас.% от общего содержания жирных кислот семени.In another aspect, a homogeneous population of crushed Brassica napus seeds derived from the plants described herein (i.e., NS-B5OO27-4 seed or progeny seed containing at least one NS-B50027-4 locus) is provided, wherein the crushed B. napus seeds contain at least about 30%, about 35%, or from about 36% to about 40%, inclusive, by weight of the total fatty acid content (wt.% seed). In specific embodiments, for example, the fatty acid content of NS-B50027-4 seed or seed derived from progeny containing at least one locus from NS-B5OO27-4 is at least 5% DHA, about 6% DHA, about 7% DHA about 8% DHA, about 9% DHA, about 10% DHA, about 11% DHA, about 12% DHA, about 13% DHA, about 14% DHA, about 15%, about 16% DHA, about 17 % DHA, about 18% DHA, about 19% DHA, about 20% DHA, about 21% DHA, about 22% DHA, about 23% DHA, about 24% DHA, about 25% DHA inclusive (as wt.% from total fatty acids) or more DHA. In specific embodiments, for example, the fatty acid content of NS-B50027-4 seed or progeny seed containing at least one locus of NS-B5OO27-4 is at least 5% LC-PUFA, about 6% LC-PUFA , about 7% LC-PUFA, about 8% LC-PUFA, about 9% LC-PUFA, about 10% LC-PUFA, about 11% LC-PUFA, about 12% LC-PUFA, about 13%, about 14% LC-PUFA, about 15% LC-PUFA, about 16% LC-PUFA, about 17% LC-PUFA, about 18% LC-PUFA, about 19% LC-PUFA, about 20% LC-PUFA, about 21% LC -PUFA about 22% LC-PUFA, about 23% LC-PUFA, about 24% LC-PUFA, about 25% LC-PUFA, about 26% LC-PUFA, about 27% LC-PUFA, about 28% LC-PUFA , about 29% LC-PUFA, about 30% LC-PUFA, about 31% LC-PUFA, about 32% LC-PUFA, about 33% or more LC-PUFA (LC-PUFA is the sum of EPA, DPA and DHA in wt.% of the total fatty acids). In other embodiments, for example, the fatty acid content of NS-B50027-4 seed is at least about 18% ALA, about 19% ALA, about 20% ALA, about 21% ALA, about 22% ALA, about 23% ALA about 24% ALA, about 25% ALA, about 26% ALA inclusive or more ALA in wt.% of the total fatty acids of the seed.
Также предлагается гомогенная совокупность измельченного семени Brassica napus NS-B50027-4, раскрытого в настоящем документе, или гомогенная совокупность измельченного семени В. napus от потомства или потомка NS-B50027-4, при этом содержание DHA в измельченных семенах В. napus составляет по меньшей мере 5% DHA, около 6% DHA, около 7% DHA, около 8% DHA, около 9% DHA, около 10% DHA, около 11% DHA, около 12% DHA, около 13% DHA, около 14% DHA, около 15%, околоAlso provided is a homogeneous population of crushed Brassica napus NS-B50027-4 seed disclosed herein, or a homogeneous population of crushed B. napus seed from a progeny or progeny of NS-B50027-4, wherein the DHA content of the crushed B. napus seeds is at least at least 5% DHA, about 6% DHA, about 7% DHA, about 8% DHA, about 9% DHA, about 10% DHA, about 11% DHA, about 12% DHA, about 13% DHA, about 14% DHA, about 15%, about
- 18 041446- 18 041446
16% DHA, около 17% DHA, около 18% DHA, около 19% DHA, около 20% DHA, около 21% DHA, около 22% DHA, около 23% DHA, около 24% DHA, около 25% DHA, включительно, или более DHA (в мас.% от общего содержания жирных кислот). Также предлагается масло, мука и белок из такого измельченного семени.16% DHA, about 17% DHA, about 18% DHA, about 19% DHA, about 20% DHA, about 21% DHA, about 22% DHA, about 23% DHA, about 24% DHA, about 25% DHA, inclusive , or more DHA (in wt.% of the total fatty acids). Butter, flour and protein are also offered from this crushed seed.
В следующем варианте осуществления экстрагированный растительный липид (например, масло) может быть обработан для увеличения уровня DHA в виде процента от общего содержания жирных кислот. Например, обработка включает гидролиз этерифицированных жирных кислот с получением свободных жирных кислот или переэтерификацию. Например, масло канолы может быть обработано для превращения жирных кислот в масле в сложные алкиловые эфиры, такие как сложные метиловые или этиловые эфиры, которые затем могут быть фракционированы для обогащения липида или масла DHA. В вариантах осуществления композиция жирных кислот липида после такого обогащения содержит по меньшей мере 40%, по меньшей мере 50%, по меньшей мере 60%, по меньшей мере 70%, по меньшей мере 80%, по меньшей мере 90% DHA или по меньшей мере 95% DHA включительно.In a further embodiment, an extracted plant lipid (eg, oil) may be treated to increase DHA levels as a percentage of total fatty acids. For example, the treatment includes hydrolysis of esterified fatty acids to free fatty acids or interesterification. For example, canola oil can be processed to convert the fatty acids in the oil to alkyl esters such as methyl or ethyl esters, which can then be fractionated to enrich the lipid or DHA oil. In embodiments, the lipid fatty acid composition after such enrichment contains at least 40%, at least 50%, at least 60%, at least 70%, at least 80%, at least 90% DHA, or at least least 95% DHA inclusive.
В другом варианте осуществления предлагается способ получения масла или муки из растения Brassica napus линии NS-B50027-4, репрезентативные семена которого депонированы в АТСС® под номером доступа РТА-123186, сублинии NS-B50027-4, потомства NS-B50027-4 или сублинии, или растения, полученного путем скрещивания NS-B50027-4 со вторым растением Brassica, включающий выращивание растения Brassica napus, описанного выше, в условиях выращивания растения Brassica; сбор семян; и экстракцию масла, муки или белка из семян.In another embodiment, a method is provided for producing oil or flour from a Brassica napus plant of line NS-B50027-4, representative seeds of which are deposited with ATCC® under accession number PTA-123186, subline NS-B50027-4, progeny NS-B50027-4 or subline , or a plant obtained by crossing NS-B50027-4 with a second Brassica plant, comprising growing the Brassica napus plant described above under Brassica plant growing conditions; seed collection; and extracting the oil, flour or protein from the seeds.
В другом варианте осуществления в настоящем документе предлагается способ получения масла из растения Brassica napus линии NS-B50027-4, репрезентативные семена которого депонированы в АТСС® под номером доступа РТА-123186, сублинии NS-B50027-4, потомства NS-B50027-4 или подлинии, или растения, полученного путем скрещивания NS-B50027-4 со вторым растением Brassica, включающий измельчение семян растения Brassica napus линии NS-B50027-4, при этом репрезентативные семена указанной линии депонирован в АТСС® под номером доступа РТА-123186, сублинии NS-850027-4, потомства NS-B50027-4 или подлинии, или растения, полученного путем скрещивания NS-B50027-4 со вторым растением Brassica; и экстракцию масла из указанных семян.In another embodiment, provided herein is a method for producing oil from a Brassica napus plant of line NS-B50027-4, representative seeds of which are deposited with ATCC® under accession number PTA-123186, subline NS-B50027-4, progeny NS-B50027-4 or subline, or a plant obtained by crossing NS-B50027-4 with a second Brassica plant, including grinding the seeds of the plant Brassica napus line NS-B50027-4, while representative seeds of this line are deposited in ATCC® under accession number PTA-123186, subline NS -850027-4, progeny of NS-B50027-4 or a subline or plant obtained by crossing NS-B50027-4 with a second Brassica plant; and extracting oil from said seeds.
В другом аспекте предлагается мука и белок, а также масло из семени NS-B50027-4 или из семени потомства, происходящего из NS-B50027-4. Экстракция белка из растительной биомассы может быть осуществлена известными способами. См., например, Heney & Orr, 114 Anal. Biochem. 92 (1981). Мука из семян NS-B50027-4 может оказаться особенно полезной, поскольку она содержит по меньшей мере некоторое количество DHA и других жирных кислот ω3. Аналогично белковая фракция, полученная из семени NS-B5OO27-4, содержит по меньшей мере некоторое количество полезной DHA и других жирных кислот ω3. Таким образом, в другом варианте осуществления предлагается мука из семян, полученная из семени NS-B50027-4 или из семени потомства, происходящего из NS-B50027-4. В одном варианте осуществления мука из семян содержит элитное событие NS-B50027-4. Предпочтительно мука из семян сохраняет некоторое количество липида или масла, продуцированного в семени, из которого получена мука из семян, хотя и на более низком уровне, после экстракции большей части липида или масла из семени. Мука из семян может быть использована в качестве пищевого продукта, например компонента корма для животных или ингредиента в производстве продуктов питания. Учитывая более высокое соотношение в этой муке из семян жирных кислот ω3:ω6, мука из семени NS-850027-4 может обеспечить превосходное питание по сравнению с другой коммерчески доступной мукой из семян.In another aspect, flour and protein and oil are provided from the seed of NS-B50027-4 or from the seed of a progeny derived from NS-B50027-4. Extraction of protein from plant biomass can be carried out by known methods. See, for example, Heney & Orr, 114 Anal. Biochem. 92 (1981). Seed flour NS-B50027-4 may be particularly beneficial as it contains at least some DHA and other ω3 fatty acids. Similarly, the protein fraction obtained from the NS-B5OO27-4 seed contains at least some beneficial DHA and other ω3 fatty acids. Thus, in another embodiment, a seed meal obtained from the seed of NS-B50027-4 or from the seed of a progeny derived from NS-B50027-4 is provided. In one embodiment, the seed meal contains elite event NS-B50027-4. Preferably, the seed meal retains some of the lipid or oil produced in the seed from which the seed meal is derived, albeit at a lower level, after most of the lipid or oil has been extracted from the seed. The seed meal can be used as a food product, such as a component of animal feed or an ingredient in food production. Given the higher ratio of ω3:ω6 fatty acids in this seed meal, NS-850027-4 seed meal can provide superior nutrition compared to other commercially available seed meal.
Как отмечалось выше, выражение содержание жирных кислот или композиция жирных кислот обычно относится к массовым процентам различных жирных кислот, присутствующих в эндогенно образованном масле зрелых, цельных, частично высушенных семян (обычно содержащих около 6 или 7% влаги), рассчитанным как процент конкретной жирной кислоты в виде нормализованной площади; или относительно известного стандарта; или в виде массового соотношения жирных кислот на грамм семян (например, мг DHA/г семян).As noted above, the expression fatty acid content or fatty acid composition usually refers to the weight percent of various fatty acids present in the endogenously formed oil of mature, whole, partially dried seeds (typically containing about 6 or 7% moisture), calculated as the percentage of a particular fatty acid. in the form of a normalized area; or relative to a known standard; or as a weight ratio of fatty acids per gram of seed (eg, mg DHA/g seed).
В общепринятой отраслевой практике композиция жирных кислот представлена в виде процента по площади (нормализованной по площади), а не в абсолютных количествах. Например, хроматография часто генерирует данные в виде пиков и площадь под каждым пиком интегрируется и выражается в виде процента от общей площади под всеми пиками для жирных кислот на хроматограмме. Процент от площади легко рассчитать и сравнить с результатами, представленными другими в отрасли, кто также сообщает процент от площади. Процент от площади не является абсолютным, но обеспечивает приемлемое приближение. Абсолютный выход в виде результатов, представленных в мг/кг, можно рассчитать, например, путем включения эталонных стандартов известной концентрации и внутреннего стандарта. Поправочные коэффициенты также могут быть использованы для вычисления массовых долей жирных кислот.In common industry practice, the composition of fatty acids is presented as a percentage by area (normalized by area), and not in absolute amounts. For example, chromatography often generates peak data and the area under each peak is integrated and expressed as a percentage of the total area under all fatty acid peaks in the chromatogram. Percentage of area is easy to calculate and compare with results reported by others in the industry who also report percentage of area. Percentage of area is not absolute, but provides a reasonable approximation. Absolute yield in terms of results presented in mg/kg can be calculated, for example, by including reference standards of known concentration and an internal standard. Correction factors can also be used to calculate the mass fractions of fatty acids.
Например, при определении содержания жирных кислот семена могут быть измельчены, экстрагированы триацилглицериды (TAG) масла с последующим омылением и метилированием метанолом и метоксидом натрия или путем реакции с 1,25% 3-(трифторметил)фенил-триметил-аммония гидроксида вFor example, when determining fatty acid content, seeds can be crushed, extracted with oil triacylglycerides (TAG), followed by saponification and methylation with methanol and sodium methoxide, or by reaction with 1.25% 3-(trifluoromethyl)phenyl-trimethyl-ammonium hydroxide in
- 19 041446 метаноле (Meth Prep II™, Fischer Scientific Cat #AT18007) с образованием сложных метиловых эфиров жирных кислот. Полученные сложные метиловые эфиры жирных кислот (FAME) могут быть проанализированы с помощью газожидкостной хроматографии (GLC) с использованием капиллярной колонки, которая разделяет FAME на основе степени ненасыщенности и длины цепи жирных кислот. FAME также можно анализировать, например, с помощью GC, LC-MS, GC-MS, NMR или отражательной спектроскопии. Композиция жирных кислот также может быть определена по цельным семенам, например, путем разрушения оболочек семян и подвергания разрушенных семян прямому метилированию. Общий липид может быть разделен методами, известными в данной области для очистки фракций, таких как фракция TAG. Например, тонкослойная хроматография (TLC) может быть выполнена в аналитическом масштабе для отделения TAG от других липидных фракций, таких как DAG, ацил-СоА или фосфолипид, для определения композиции жирных кислот, в частности TAG. Можно использовать ряд других аналитических методов, известных специалистам в данной области. См., например, Tinoco et al., 3 Anal. Biochem. 514 (1962); Canola: Chemistry, Production, Processing & Utilization (Daun et al., eds., AOCS Press, Urbana, IL, 2011) (Daun et al., 2011); US 2015/0166928; US 20160002566.- 19 041446 methanol (Meth Prep II™, Fischer Scientific Cat #AT18007) to form fatty acid methyl esters. The resulting fatty acid methyl esters (FAME) can be analyzed by gas liquid chromatography (GLC) using a capillary column that separates FAME based on degree of unsaturation and fatty acid chain length. FAME can also be analyzed using, for example, GC, LC-MS, GC-MS, NMR or reflectance spectroscopy. The fatty acid composition can also be determined from whole seeds, for example by breaking the seed coats and subjecting the broken seeds to direct methylation. The total lipid can be separated by methods known in the art to purify fractions such as the TAG fraction. For example, thin layer chromatography (TLC) can be performed on an analytical scale to separate TAG from other lipid fractions such as DAG, acyl-CoA or phospholipid to determine the composition of fatty acids, in particular TAG. You can use a number of other analytical methods known to experts in this field. See, for example, Tinoco et al., 3 Anal. Biochem. 514 (1962); Canola: Chemistry, Production, Processing & Utilization (Daun et al., eds., AOCS Press, Urbana, IL, 2011) (Daun et al., 2011); US 2015/0166928; US 20160002566.
Липид или масло семени NS-B50027-4 также может быть очищено или обогащено для увеличения доли TAG, например, путем удаления свободных жирных кислот или фосфолипидов. По меньшей мере в одном варианте осуществления липид семени NS-850027-4 находится в форме масла, в котором по меньшей мере 75%, по меньшей мере 80%, по меньшей мере 85%, по меньшей мере 90%, по меньшей мере 95%, по меньшей мере 98% включительно или в диапазоне от 95 до 98% включительно по массе липида находится в форме TAG.The lipid or oil of the NS-B50027-4 seed can also be purified or enriched to increase the proportion of TAG, for example by removing free fatty acids or phospholipids. In at least one embodiment, the NS-850027-4 seed lipid is in the form of an oil, wherein at least 75%, at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95% , at least 98% inclusive or in the range from 95 to 98% inclusive by weight of the lipid is in the form of TAG.
В другом варианте осуществления липид из семени NS-B50027-4 (или его потомства) обрабатывают для увеличения количества DHA в виде процента от общего содержания жирных кислот. Например, обработка может включать переэтерификацию. Например, липид может быть обработан для превращения жирных кислот, содержащихся в масле, в сложные алкиловые эфиры, такие как сложные метиловые или этиловые эфиры, которые затем могут быть фракционированы для обогащения липида или масла DHA. В вариантах осуществления композиция жирных кислот липида после такого обогащения содержит по меньшей мере 40%, по меньшей мере 50%, по меньшей мере 60%, по меньшей мере 70%, по меньшей мере 80% или по меньшей мере 90% DHA. Аналогично, так как липид из семени NS-B50027-4 содержит более высокую долю ALA по сравнению с типичной канолой, липид из семени NS-B50027-4 может быть обработан для обогащения липида в отношении содержания ALA. Кроме того, жирная кислота может находиться в смеси жирных кислот, имеющих композицию жирных кислот, описанную в настоящем документе, или может быть обогащена таким образом, что содержание жирной кислоты составляет по меньшей мере 40% или по меньшей мере 90% от содержания жирных кислот в смеси. В одном варианте осуществления жирная кислота является неэтерифицированной. Альтернативно жирная кислота этерифицирована, например, в метильную, этильную, пропильную или бутильную группу.In another embodiment, the lipid from the seed of NS-B50027-4 (or progeny thereof) is treated to increase the amount of DHA as a percentage of total fatty acids. For example, the processing may include interesterification. For example, the lipid may be processed to convert the fatty acids contained in the oil into alkyl esters such as methyl or ethyl esters, which may then be fractionated to enrich the lipid or oil with DHA. In embodiments, the lipid fatty acid composition after such enrichment contains at least 40%, at least 50%, at least 60%, at least 70%, at least 80%, or at least 90% DHA. Similarly, since the lipid from NS-B50027-4 seed contains a higher proportion of ALA compared to typical canola, the lipid from NS-B50027-4 seed can be processed to enrich the lipid in terms of ALA content. In addition, the fatty acid may be in a mixture of fatty acids having a fatty acid composition as described herein, or may be enriched such that the fatty acid content is at least 40% or at least 90% of the fatty acid content in mixtures. In one embodiment, the fatty acid is non-esterified. Alternatively, the fatty acid is esterified to, for example, a methyl, ethyl, propyl or butyl group.
Несмотря на более низкое содержание олеиновой кислоты по сравнению с маслами, которые, как утверждают, придают стабильность DHA и другим LC-PUFA благодаря высокому содержанию олеиновой кислоты, масло жирных кислот ω3 LC-PUFA из семени NS-B50027-4 проявляет удивительную стабильность. Более конкретно общеизвестно, что жирные кислоты ω3 LC-PUFA являются нестабильными и особенно подвержены окислению. В данной области понятно, что для продления срока хранения LC-PUFA и пищевых продуктов, содержащих LC-PUFA, требуется инкапсулирование, смешивание с другими маслами, в частности маслами с высоким содержанием олеиновой кислоты, или добавление антиоксидантов. Однако несмотря на отсутствие таких обработок данные свидетельствуют о том, что масло, экстрагированное из измельченного семени NS-B50027-4, сохраняет свежесть в течение нескольких месяцев при комнатной температуре. Кроме того, уровни питательных веществ, таких как фитостеролы, витамин Е, витамин K1, β-каротин и минералы масла NS-B50027-4, находятся в естественном диапазоне других коммерческих масел канолы. Нежелательные вещества, такие как пестициды, микотоксины или полиароматические углеводороды, обнаруженные в масле, полученном из NS-B50027-4, на детектируемых уровнях отсутствовали. Кроме того, в масле, полученном из NS-B50027-4, не было обнаружено растительной ДНК.Despite having a lower oleic acid content compared to oils that are claimed to confer stability to DHA and other LC-PUFAs due to their high oleic acid content, ω3 LC-PUFA oil from NS-B50027-4 seed exhibits amazing stability. More specifically, ω3 LC-PUFA fatty acids are generally known to be unstable and particularly prone to oxidation. It is understood in the art that encapsulation, blending with other oils, particularly high oleic acid oils, or the addition of antioxidants is required to extend the shelf life of LC-PUFA and food products containing LC-PUFA. However, despite the absence of such treatments, evidence suggests that the oil extracted from the crushed seed of NS-B50027-4 retains freshness for several months at room temperature. In addition, the levels of nutrients such as phytosterols, vitamin E, vitamin K1, β-carotene, and minerals in NS-B50027-4 oil are in the natural range of other commercial canola oils. Undesirable substances such as pesticides, mycotoxins or polyaromatic hydrocarbons found in the oil obtained from NS-B50027-4 were absent at detectable levels. In addition, no plant DNA was found in the oil obtained from NS-B50027-4.
В другом аспекте настоящих вариантов осуществления предлагается источник DHA и LC-PUFA для применения в пищевых добавках и продуктах питания для людей и животных, не относящихся к человеку. В частности, масло из семени NS-B50027-4 обеспечивает устойчивый источник DHA и LC-PUFA для применения в аквакультуре. Из-за высокого мирового спроса на рыбу и, как следствие, чрезмерного промысла в морях, морская и пресноводная аквакультура приобретает все большее значение. См., например, Betancor et al., 4 Sci. Rep. 8104 (2014). Например, разведение и потребление лососевых рыб резко выросло за последние 20 лет. Однако рацион питания диких рыб сильно отличается от рациона других видов в аквакультуре. Фактически аквакультура по-прежнему сильно зависит от морского рыболовства для обеспечения основных пищевых питательных веществ, таких как рыбная мука и рыбий жир. Действительно рыбий жир является основным источником ω3-LC PUFA в аквакультуре. Поскольку жир морской рыбы является ограничивающим фактором для быстрорастущей рыбоводческой отраслиIn another aspect of the present embodiments, a source of DHA and LC-PUFA is provided for use in nutritional supplements and foods for humans and non-human animals. In particular, NS-B50027-4 seed oil provides a sustainable source of DHA and LC-PUFA for aquaculture applications. Due to the high global demand for fish and the resulting overfishing in the seas, marine and freshwater aquaculture is becoming increasingly important. See, for example, Betancor et al., 4 Sci. Rep. 8104 (2014). For example, the farming and consumption of salmon fish has increased dramatically over the past 20 years. However, the diet of wild fish is very different from that of other species in aquaculture. In fact, aquaculture is still heavily dependent on marine fisheries for essential food nutrients such as fishmeal and fish oil. Indeed, fish oil is the main source of ω3-LC PUFA in aquaculture. Since marine fish oil is a limiting factor for the fast growing fish farming industry
- 20 041446 (от 5 до 10% в год), рацион питания для аквакультуры содержит широкий спектр альтернативных растительных ингредиентов, таких как семена бобовых, жмых, жмых листьев и все большую долю растительного масла в дополнение к маслу животного происхождения. Замена рыбьего жира растительными маслами, которые традиционно содержат низкий уровень LC-PUFA, означает, что меньшее количество LC-PUFA будет доступно в рационе питания рыб, даже если некоторые масла, такие как льняное масло, содержат некоторое количество ALA, которое может быть превращено, хотя и только в ограниченном количестве, в метаболиты LC у рыб. В целом существующие в настоящее время растительные масла в кормах для рыб могут оказывать вредное влияние на распределение FA у рыб и они могут изменять соотношение ω3/ω6 и снижать общее содержание LC-PUFA в рыбном мясе.- 20 041446 (5 to 10% per year), the aquaculture diet contains a wide range of alternative vegetable ingredients such as legume seeds, bagasse, leaf bagasse and an increasing proportion of vegetable oil in addition to animal oil. Replacing fish oils with vegetable oils that traditionally contain low levels of LC-PUFA means that less LC-PUFA will be available in fish diets, even if some oils, such as flaxseed oil, contain some ALA that can be converted, albeit only in limited amounts, into LC metabolites in fish. In general, current vegetable oils in fish feeds can have a detrimental effect on FA distribution in fish and they can change the ω3/ω6 ratio and reduce the total LC-PUFA content in fish meat.
Например, типичные растительные масла содержат высокие количества ω6 PUFA, главным образом в виде линолевой кислоты (С18:2 ω6; LA). Масло из родительской линии AV Jade имеет отношение DHA:LA, равное 0,016; масло из NS-B50027-4 имеет отношение DHA:LA, равное 1,048; по сравнению с маслом из выращенного на ферме лосося, имеющего отношение DHA:LA, равное 0,908. Strobel et al., 11 Lipids Health Dis., 144 (2012). Интересно, что отношения ω3 FA из NS-B50027-4 являются особенно выгодными в отношении пальмитиновой кислоты, насыщенной жирной кислоты, связанной с сердечнососудистыми заболеваниями и дислипидемией. Diet, Nutrition & Prevention of Chronic Dis., WHO Tech. Rep. Series 916, Report of a Joint WHO/FAO Expert Consultation, 88 (World Health Organization, Geneva, 2003). Масло из родительской линии AV Jade не содержит DHA; например, масло из NS-B50027-4 имеет отношение DHA:пальмитат, равное около 2,12; по сравнению с маслом из выращенного на ферме лосося, имеющим отношение DHA:пальмитат, равное около 0,59; и масло из дикого лосося имеет отношение DHA:пальмитат, равное около 1,028. Strobel et al., 2012. Приготовление пищевых продуктов для использования в аквакультуре, включая LC-PUFA, также известно в данной области. See Betancor et al., 2014; Petrie et al., 9 PLOS ONE 1, 2014; Tocher, 449 Aquaculture, 94 (2015).For example, typical vegetable oils contain high amounts of ω6 PUFA, mainly in the form of linoleic acid (C18:2 ω6; LA). The oil from the parent line AV Jade has a DHA:LA ratio of 0.016; the oil from NS-B50027-4 has a DHA:LA ratio of 1.048; compared to farmed salmon oil having a DHA:LA ratio of 0.908. Strobel et al., 11 Lipids Health Dis., 144 (2012). Interestingly, the ω3 ratios of FA from NS-B50027-4 are particularly advantageous for palmitic acid, a saturated fatty acid associated with cardiovascular disease and dyslipidemia. Diet, Nutrition & Prevention of Chronic Dis., WHO Tech. Rep. Series 916, Report of a Joint WHO/FAO Expert Consultation, 88 (World Health Organization, Geneva, 2003). The oil from the parent line AV Jade does not contain DHA; for example, the oil from NS-B50027-4 has a DHA:palmitate ratio of about 2.12; compared to farmed salmon oil having a DHA:palmitate ratio of about 0.59; and wild salmon oil has a DHA:palmitate ratio of about 1.028. Strobel et al., 2012. Food preparation for use in aquaculture, including LC-PUFA, is also known in the art. See Betancor et al., 2014; Petrie et al., 9 PLOS ONE 1, 2014; Tocher, 449 Aquaculture, 94 (2015).
Таким образом, объем настоящих вариантов осуществления охватывает применение масла из NS-B50027-4 в качестве источника жирных кислот ω3 для корма для аквакультуры и корм для аквакультуры, содержащий масло, полученное из NS-B50027-4 и его потомства. Исследования, проведенные с использованием масла, полученного из NS-B50027-4, показали, что это масло является безопасным для включения в корм, даваемый пресноводному лососю (от 2 до 25 г рыбной молоди) и что в мясо лосося были введены ЕРА и DHA из корма, содержащего масло из NS-B50027-4.Thus, the scope of the present embodiments covers the use of oil from NS-B50027-4 as a source of ω3 fatty acids for aquaculture feed and an aquaculture feed containing oil derived from NS-B50027-4 and its progeny. Studies conducted using oil derived from NS-B50027-4 have shown that this oil is safe to include in freshwater salmon feed (2 to 25 g fish fry) and that EPA and DHA from feed containing oil from NS-B50027-4.
В другом аспекте в настоящих вариантах осуществления предлагаются композиции, содержащие одно или несколько из липида, масла, жирной кислоты, семени, муки из семян, белка, клетки, масличного растения или части растения NS-B50027-4. В некоторых вариантах осуществления композиция, кроме того, содержит носитель, подходящий для фармацевтического, пищевого или сельскохозяйственного применения, соединение для обработки семян, удобрение, другой пищевой или кормовой ингредиент, или добавленный белок или витамины. На фиг. 4 показана схема возможных стадий обработки, продуктов или фракций, полученных на разных стадиях процесса, и предлагаемое применение таких фракций или продуктов.In another aspect, the present embodiments provide compositions comprising one or more of lipid, oil, fatty acid, seed, seed meal, protein, cell, oil plant, or plant part of NS-B50027-4. In some embodiments, the composition further comprises a carrier suitable for pharmaceutical, food, or agricultural use, a seed treatment compound, a fertilizer, another food or feed ingredient, or an added protein or vitamins. In FIG. 4 shows a diagram of the possible processing steps, products or fractions obtained at different stages of the process, and the proposed use of such fractions or products.
Также, предлагаются пищевые продукты, косметика или химические вещества, содержащие одно или более из липида или масла, полученного из NS-B50027-4, жирной кислоты, полученной из NS-B50027-4, клетки, полученной из NS-B50027-4, масличного растения, муки из семян или другой композиции, полученной или происходящей из NS-850027-4. В другом аспекте предлагается способ получения пищевого продукта, при этом способ включает смешивание одного или более из липида или масла NS-B50027-4 или ее потомства, жирной кислоты NS-B50027-4 или ее потомства, клетки, части растения, семени, муки из семян, масличного растения NS-B50027-4 или ее потомства, или другой композиции, представляющей собой любую из композиций, полученных или происходящих из NS-B50027-4 или ее потомства, по меньшей мере с одним другим пищевым ингредиентом. Способ может включать стадии смешивания, варки, выпекания, экструдирования, эмульгирования или иного составления пищевого продукта, или упаковку пищевого продукта, или анализ количества липида или масла в пищевом продукте.Also provided are food, cosmetics or chemicals containing one or more of lipid or oil derived from NS-B50027-4, fatty acid derived from NS-B50027-4, cell derived from NS-B50027-4, oily plants, seed meal or other composition derived from or derived from NS-850027-4. In another aspect, a method is provided for preparing a food product, the method comprising mixing one or more of NS-B50027-4 lipid or oil or progeny thereof, NS-B50027-4 fatty acid or progeny thereof, cell, plant part, seed, flour from seeds, oil plant NS-B50027-4 or its progeny, or another composition that is any of the compositions derived from or derived from NS-B50027-4 or its progeny, with at least one other food ingredient. The method may include the steps of mixing, cooking, baking, extruding, emulsifying, or otherwise formulating the food product, or packaging the food product, or analyzing the amount of lipid or oil in the food product.
Пищевой продукт, рассматриваемый в настоящем документе, содержит масло, липид, сложный эфир жирной кислоты или жирную кислоту, полученную напрямую или опосредованно с использованием способов, клеток, растений или семени, раскрытого в настоящем документе, т.е. масло из семени NS-B50027-4 или из семени, полученного из потомства, происходящего из NS-B50027-4, содержащего по меньшей мере один локус из NS-B50027-4. Пищевые продукты включают продукты питания или препараты для потребления человеком или животными, которые при попадании в организм питают или формируют ткани, или снабжают энергией; или сохраняют, восстанавливают или поддерживают адекватный пищевой статус для метаболической функции. Пищевые продукты включают питательные композиции для младенцев или маленьких детей, такие как, например, молочная смесь и мука из семян. Пищевые продукты также включают пищевые добавки, такие как биологически активные добавки. Кроме того, пищевые продукты могут включать пищевые макронутриенты, белок, углеводы, витамины или минералы в количествах, подходящих для конкретного применения. Количества этих ингредиентов изменяются в зависимости от того, предназначена ли композиция для применения у нормальных индивидуумов илиThe food product referred to herein contains an oil, lipid, fatty acid ester or fatty acid obtained directly or indirectly using the methods, cells, plants or seeds disclosed herein, i.e. oil from the seed of NS-B50027-4 or from a seed obtained from a progeny derived from NS-B50027-4 containing at least one locus from NS-B50027-4. Foodstuffs include foodstuffs or preparations for human or animal consumption which, when ingested, nourish or form tissues or provide energy; or maintain, restore or maintain an adequate nutritional status for metabolic function. Food products include nutritional compositions for infants or young children, such as, for example, milk formula and seed meal. Food products also include nutritional supplements such as dietary supplements. In addition, food products may include dietary macronutrients, protein, carbohydrates, vitamins or minerals in amounts suitable for a particular application. The amounts of these ingredients will vary depending on whether the composition is intended for use in normal individuals or
- 21 041446 для применения у индивидуумов, имеющих особые потребности, таких как индивидуумы, страдающие метаболическими нарушениями и т.п. Пищевой продукт может быть представлен в твердой, жидкой, желеобразной или эмульсионной форме. Пищевой продукт может быть добавлен к пище любого типа для любой подходящей цели, т.е. его не обязательно добавлять только в целях специального диетического применения.- 21 041446 for use in individuals with special needs, such as individuals suffering from metabolic disorders and the like. The food product may be presented in solid, liquid, jelly or emulsion form. The food product may be added to any type of food for any suitable purpose, ie. it need not be added only for special dietary uses.
Пищевой продукт, рассматриваемый в настоящем документе, также содержит измельченную канолу, муку из семян канолы или полученный из нее белок (т.е. мука, жмых или белок из муки) из семени NS-B50027-4 или потомства, происходящего из NS-B5OO27-4, содержащего по меньшей мере один локус из NS-B50027-4. В настоящее время использование муки канолы в специфических высококачественных промышленных кормах часто ограничивается вследствие ряда проблем, включая анти-питательные факторы, высокое содержание клетчатки, ограниченную усвояемость и отсутствие шЗ-FA или LC-PUFA, или источника белка низкой плотности. Обработка фракции жмыха семян канолы в белковый концентрат канолы может устранить эти проблемы, таким образом, что белок канолы, полученный из семени NS-B50027-4 или его потомства, обеспечивает подходящую замену для рыбной муки, муки канолы, соевой муки или концентрата соевого белка, а также ряда других широко используемых кормовых ингредиентов. Например, креветкам требуется десять незаменимых аминокислот. Канола имеет подходящий баланс аминокислот для креветок. Четыре жирные кислоты являются важными для креветок: LA, ALA и, более важно, ЕРА и DHA. Соотношение жирных кислот ω3:ω6 также является важным в кормах для креветок, при этом оптимальное отношение ω3:ω6 составляет около 2,5. Оптимальным считается общее включение в корм липидов, составляющее от 4,5 до 7,5%. Полезным будет включение некоторого количества масла в белок, полученный из муки, из линий канолы, описанных в настоящем документе. Кроме того, очевидная усвояемость сырого белка для креветок является высокой и составляет более 80%; и ранее исследования показали, что белок из растений хуже усваивается, чем белок, полученный из рыбной муки. Посредством фракционирования белка и концентрирования белка, полученного из жмыха канолы, описанной в настоящем документе, ожидается, что усвояемость будет точно соответствовать рыбной муке и может превосходить существующую в настоящее время муку канолы. Такие белковые продукты могут также обеспечить важные альтернативы рыбной муке в кормах для аквакультуры и наземных животных.The food product referred to herein also contains milled canola, canola seed meal, or derived protein (i.e., meal, bagasse, or meal protein) from NS-B50027-4 seed or progeny derived from NS-B5OO27 -4 containing at least one locus from NS-B50027-4. Currently, the use of canola meal in specific high quality commercial feeds is often limited due to a number of issues including anti-nutritional factors, high fiber content, limited digestibility, and lack of h3-FA or LC-PUFA, or a low density protein source. Processing the canola seed cake fraction into a canola protein concentrate can eliminate these problems such that canola protein derived from the seed of NS-B50027-4 or its progeny provides a suitable substitute for fishmeal, canola meal, soybean meal or soy protein concentrate, as well as a number of other widely used feed ingredients. For example, shrimp require ten essential amino acids. Canola has the right balance of amino acids for shrimp. Four fatty acids are important for shrimp: LA, ALA and, more importantly, EPA and DHA. The ω3:ω6 fatty acid ratio is also important in shrimp feed, with the optimum ω3:ω6 ratio being around 2.5. The total inclusion of lipids in the feed is considered optimal, ranging from 4.5 to 7.5%. It would be beneficial to include some oil in the flour-derived protein from the canola lines described herein. In addition, the apparent digestibility of shrimp crude protein is high at over 80%; and earlier studies have shown that protein from plants is less digestible than protein derived from fishmeal. By fractionating the protein and concentrating the protein derived from the canola meal described herein, digestibility is expected to closely match fishmeal and may be superior to currently available canola meal. Such protein products may also provide important alternatives to fishmeal in aquaculture and terrestrial feed.
В другом аспекте NS-B50027-4 согласно настоящему изобретению обеспечивает способ лечения или предупреждения состояния, на которое будут оказывать благоприятный эффект PUFA, такие как ω3-жирная кислота или DHA, при этом способ включает введение субъекту одного или более из следующего: липида или масла, полученного из NS-B50027-4; жирной кислоты, полученной из NS-B500274; клетки, полученной из NS-B50027-4; масличного растения, муки из семян или другой композиции, полученной или происходящей из NS-B50027-4. В другом аспекте предлагается способ изготовления лекарственного средства, при этом способ включает смешивание одного или более из следующего: липида или масла NS-B50027-4; жирной кислоты NS-B50027-4; клетки NS-B50027-4; масличного растения NS-B50027-4, части растения NS-B50027-4, семени NS-B50027-4, муки из семян NS-B50027-4; или другой композиции, содержащей любую из этих композиций, полученных или происходящих из NS-B500274 или его потомства; при этом лекарственное средство можно вводить в форме фармацевтической композиции, содержащей сложный этиловый эфир PUFA. Субъект может представлять собой человека или животное, не относящееся к человеку.In another aspect, NS-B50027-4 of the present invention provides a method for treating or preventing a condition that would benefit from a PUFA such as a ω3 fatty acid or DHA, the method comprising administering to a subject one or more of the following: lipid or oil obtained from NS-B50027-4; a fatty acid derived from NS-B500274; a cell derived from NS-B50027-4; oil plant, seed meal or other composition derived from or derived from NS-B50027-4. In another aspect, a method for making a medicament is provided, the method comprising mixing one or more of the following: NS-B50027-4 lipid or oil; fatty acid NS-B50027-4; NS-B50027-4 cells; oil plant NS-B50027-4, plant part NS-B50027-4, seed NS-B50027-4, seed meal NS-B50027-4; or another composition containing any of these compositions derived from or derived from NS-B500274 or its progeny; wherein the drug may be administered in the form of a pharmaceutical composition containing the PUFA ethyl ester. The subject may be a human or non-human animal.
Примеры состояний, на которые может благоприятно влиять жирная кислота ω3, включают повышенные уровни триглицеридов в сыворотке, повышенные уровни холестерина в сыворотке, такие как повышенный уровень холестерина LDL, сердечные аритмии, высокое кровяное давление, ишемическая болезнь сердца, рестеноз после ангиопластики, воспаление, астма, ревматоидный артрит, язвенный колит, болезнь Крона, псориаз, агрегация тромбоцитов при экземе, желудочно-кишечные кровотечения, эндометриоз, предменструальный синдром, камни в почках, алкогольный синдром плода, синдром дефицита внимания с гиперактивностью, униполярную депрессия, биполярную депрессию, агрессивную враждебность, шизофрению, адренолейкодистофию, гипертензию, диабет, ожирение, остеопороз, болезнь Альцгеймера, хроническую обструктивную болезнь легких, рассеянный склероз, муковисцидоз, фенилкетонурию, миалгический энцефаломиелит, приобретенный иммунный дефицит, хроническую усталость после вирусной инфекции, рак или заболевание глаз.Examples of conditions that can be beneficially affected by ω3 fatty acid include elevated serum triglyceride levels, elevated serum cholesterol levels such as elevated LDL cholesterol, cardiac arrhythmias, high blood pressure, coronary artery disease, restenosis after angioplasty, inflammation, asthma , rheumatoid arthritis, ulcerative colitis, Crohn's disease, psoriasis, platelet aggregation in eczema, gastrointestinal bleeding, endometriosis, premenstrual syndrome, kidney stones, fetal alcohol syndrome, attention deficit hyperactivity disorder, unipolar depression, bipolar depression, aggressive hostility, schizophrenia, adrenoleukodystophia, hypertension, diabetes, obesity, osteoporosis, Alzheimer's disease, chronic obstructive pulmonary disease, multiple sclerosis, cystic fibrosis, phenylketonuria, myalgic encephalomyelitis, acquired immune deficiency, chronic fatigue after a viral infection, cancer or eye disease.
Изготовление лекарственного средства может включать смешивание масла, полученного из NS-B50027-4, с фармацевтически приемлемым носителем для лечения состояния, приведенного в качестве примера в настоящем документе. Способ может включать очистку масла или переэтерификацию, или фракционирование масла для повышения уровня DHA. В конкретном варианте осуществления способ включает обработку липида или масла для превращения жирных кислот, содержащихся в масле, в сложные алкиловые эфиры, такие как сложные метиловые или этиловые эфиры. Дальнейшая обработка, такая как фракционирование или дистилляция, может применяться для обогащения липида или масла DHA. В иллюстративном варианте осуществления лекарственное средство содержит сложные этиловые эфиры DHA. Уровень сложных этиловых эфиров DHA в лекарственном средстве может находиться вThe manufacture of a medicament may include mixing the oil obtained from NS-B50027-4 with a pharmaceutically acceptable carrier for the treatment of the condition exemplified herein. The method may include oil refining or interesterification, or oil fractionation to increase the level of DHA. In a specific embodiment, the method includes treating a lipid or oil to convert the fatty acids contained in the oil into alkyl esters such as methyl or ethyl esters. Further processing such as fractionation or distillation can be used to enrich the lipid or oil with DHA. In an exemplary embodiment, the drug contains DHA ethyl esters. The level of DHA ethyl esters in a drug may be in
- 22 041446 диапазоне от около 30% до около 50%, включительно, или составлять по меньшей мере 80%, по меньшей мере 85%, по меньшей мере 90% или по меньшей мере 95%, включительно лекарственного средства, или жирнокислотного компонента лекарственного средства. Лекарственное средство может, кроме того, содержать сложные этиловые эфиры ЕРА или DPA, например, в количестве от 30 до 50% включительно, или по меньшей мере 90% от общего содержания жирных кислот в лекарственном средстве. Лекарственное средство может, кроме того, содержать сложные этиловые эфиры ALA, EPA или DPA, при этом содержание жирных кислот ω3 находится в диапазоне от около 30% до около 50%, включительно, или составляет по меньшей мере 90% от общего содержания жирных кислот в лекарственном средстве. Такие лекарственные средства являются подходящими для введения человеку или животным, как определено медицинским работником. Составление фармацевтических композиций, содержащих жирные кислоты, известно в данной области. Кроме того, как известно в данной области, желательно получение как минимум около 300 мг в день жирной кислоты ω3, особенно ω3 LC-PUFA, такой как ЕРА, DPA или DHA; но согласно рекомендациям медицинского работника могут быть подходящими дозы от 0,1 мг до 20 г в день или более конкретной жирной кислоты.- 22 041446 range from about 30% to about 50%, inclusive, or be at least 80%, at least 85%, at least 90%, or at least 95%, inclusive of the drug, or the fatty acid component of the drug . The drug may further contain EPA or DPA ethyl esters, for example in an amount of 30 to 50% inclusive, or at least 90% of the total fatty acid content of the drug. The drug may further contain ethyl esters of ALA, EPA or DPA, wherein the ω3 fatty acid content is in the range of from about 30% to about 50%, inclusive, or is at least 90% of the total fatty acid content in medicine. Such drugs are suitable for administration to humans or animals as determined by the healthcare professional. The formulation of pharmaceutical compositions containing fatty acids is known in the art. In addition, as is known in the art, it is desirable to obtain at least about 300 mg per day of ω3 fatty acid, especially ω3 LC-PUFA, such as EPA, DPA or DHA; but doses of 0.1 mg to 20 g per day or more of a specific fatty acid may be appropriate as directed by a healthcare professional.
Кроме того, масло, полученное из NS-B50027-4, можно использовать в косметических целях: оно может быть добавлено к уже существующим косметическим композициям с образованием смеси или жирную кислоту, полученную, как описано в настоящем документе, можно применять в качестве активного ингредиента в косметической композиции. См., например, US 2008/0241082.In addition, the oil obtained from NS-B50027-4 can be used for cosmetic purposes: it can be added to already existing cosmetic compositions to form a mixture, or the fatty acid obtained as described herein can be used as an active ingredient in cosmetic composition. See, for example, US 2008/0241082.
Кроме того, методики, которые обычно применяют на практике в данной области, можно использовать для экстракции, обработки и анализа масел, полученных в основном из семян NS-B50027-4. Масло может быть получено холодным прессованием, водной обработкой или более типичной обработкой. См., например, Mansour et al., 6 Nutrients 776 (2014); патент США 6599513. Например, семя NS-B50027-4 может быть подвергнуто холодному прессованию (например, с помощью винтового пресса) и масло отфильтровано; и оставшаяся жмыховая мука может быть подвергнута экстракции гексаном с получением дополнительного количества масла из измельченного/прессованного семени канолы.In addition, techniques commonly practiced in the art can be used to extract, process, and analyze oils derived primarily from the seeds of NS-B50027-4. The oil can be obtained by cold pressing, water treatment, or more typical processing. See, for example, Mansour et al., 6 Nutrients 776 (2014); US Pat. No. 6,599,513. For example, NS-B50027-4 seed may be cold pressed (eg, with a screw press) and the oil filtered; and the remaining cake meal can be subjected to extraction with hexane to obtain additional amount of oil from the crushed/pressed canola seed.
При производстве пищевых продуктов, подвергшихся технологической обработке, семя канолы подвергают варке, прессованию и экстракции с получением сырого масла, которое затем дегуммируют, рафинируют, отбеливают и дезодорируют. Различные стадии могут быть проведены в атмосфере азота. В целом методы измельчения семян известны в данной области. Например, семена масличных культур могут быть размягчены (при необходимости) путем опрыскивания водой или замачивания в воде, чтобы повысить содержание влаги в семенах, например, до 7-8,5%. Размягченное семя вальцуют, например, с использованием гладкого вальца с установкой зазора от 0,23 до 0,27 мм. Нагревание можно применять для дезактивации ферментов, разрушения клеток, сливания капель масла и образования агломератов белковых частиц. Большая часть масла из семян выделяется путем прессования при прохождении через винтовой пресс, в результате чего образуется обработанная мука из семян (жмых) и отжатое сырое масло. Сырое масло, полученное в результате операции прессования, может быть осветлено путем прохождения через отстойник с дренажной крышкой с прорезями для удаления твердых частиц, которые выделяются с маслом во время операции прессования. Это осветленное масло может быть прокачано через пластинчатый и рамочный фильтр для удаления любых оставшихся мелких твердых частиц. Жмых, выходящий из винтового пресса, часто содержит значительное количество масла, которое может быть экстрагировано растворителем, например, гексаном, используя, например, колонну с теплоконтролем для получения дополнительного количества масла из муки из семян. После удаления растворителя из сырого масла, полученного из шмыха, прессованные и экстрагированные масла могут быть объединены и подвергнуты дополнительным процедурам обработки масла. Например, экстрагированный липид или масло могут быть подвергнуты одной или нескольким стадиям обработки для увеличения чистоты липидного/масляного компонента. Например, стадии очистки могут включать обработку экстрагированного сырого масла по меньшей мере одним из следующих способов: дегуммирование, дезодорация, обесцвечивание, сушка, фракционирование или обогащение антиоксидантами (например, смешанными токоферолами).In the production of processed foods, canola seed is boiled, pressed and extracted to produce crude oil, which is then degummed, refined, bleached and deodorized. The various steps may be carried out under a nitrogen atmosphere. In general, seed grinding methods are known in the art. For example, oilseeds can be softened (if necessary) by spraying with water or soaking in water to increase the moisture content of the seeds, for example, to 7-8.5%. The softened seed is rolled, for example, using a smooth roll with a gap setting of 0.23 to 0.27 mm. Heat can be used to deactivate enzymes, destroy cells, drain oil droplets, and form agglomerates of protein particles. Most of the seed oil is extracted by pressing while passing through a screw press, resulting in a processed seed meal (cake) and pressed crude oil. The crude oil resulting from the pressing operation can be clarified by passing through a sump with a slotted drain cover to remove solids that are released with the oil during the pressing operation. This clarified oil can be pumped through a plate and frame filter to remove any remaining fine solids. The cake leaving the screw press often contains a significant amount of oil, which can be extracted with a solvent, such as hexane, using, for example, a heat-controlled column to obtain additional oil from the seed meal. After removing the solvent from the crude oil obtained from the husk, the pressed and extracted oils can be combined and subjected to additional oil processing procedures. For example, the extracted lipid or oil may be subjected to one or more processing steps to increase the purity of the lipid/oil component. For example, the purification steps may include treating the extracted crude oil in at least one of the following: degumming, deodorization, decolorization, drying, fractionation, or enrichment with antioxidants (eg, mixed tocopherols).
Дегуммирование является первой стадией в рафинации масел и в первую очередь предназначено для удаления большей части фосфолипидов из масла, которые могут присутствовать в количестве примерно 1-2% от общего количества экстрагированного липида. Добавление воды, обычно содержащей 2% фосфорной кислоты, к сырому маслу при температуре 70-80°C приводит к отделению большей части фосфолипидов, следовых количеств металлов, пигментов и нерастворимого лецитина. Дегуммирование также может быть выполнено путем добавления концентрированной фосфорной кислоты к сырому маслу из семян для превращения негидратируемых фосфатидов в гидратируемую форму и для хелатирования незначительных количеств присутствующих металлов. Фосфолипидную эмульсию отделяют от масла из семян путем центрифугирования.Degumming is the first step in oil refining and is primarily intended to remove most of the phospholipids from the oil, which may be present at about 1-2% of the total extracted lipid. The addition of water, typically containing 2% phosphoric acid, to crude oil at 70-80° C. results in the separation of most of the phospholipids, trace metals, pigments and insoluble lecithin. Degumming can also be done by adding concentrated phosphoric acid to the crude seed oil to convert the non-hydratable phosphatides to a hydrated form and to chelate the minor amounts of metals present. The phospholipid emulsion is separated from the seed oil by centrifugation.
Щелочная рафинация, иногда также называемая как нейтрализация, обычно следует за дегуммированием и предшествует дезодорации и отбеливанию. Более конкретно после дегуммирования масло из семян титруют достаточным количеством щелочного раствора для нейтрализации свободной жирной кислоты и фосфорных кислот и отделения фракции триглицеридов. Подходящие щелочные соединенияAlkaline refining, sometimes also referred to as neutralization, usually follows degumming and precedes deodorization and bleaching. More specifically, after degumming, the seed oil is titrated with sufficient alkaline solution to neutralize the free fatty acid and phosphoric acids and separate the triglyceride fraction. Suitable alkali compounds
- 23 041446 включают гидроксид натрия, гидроксид калия, карбонат натрия, гидроксид лития, гидроксид кальция, карбонат кальция и гидроксид аммония. Мыло удаляют путем центрифугирования или экстракции в растворитель для мыла, и нейтрализованное масло промывают водой. При необходимости любая избыточная щелочь в масле может быть нейтрализована подходящей кислотой, такой как соляная кислота или серная кислота.- 23 041446 include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, lithium hydroxide, calcium hydroxide, calcium carbonate and ammonium hydroxide. Soap is removed by centrifugation or extraction into soap solvent and the neutralized oil is washed with water. If necessary, any excess alkali in the oil can be neutralized with a suitable acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid.
Некоторые растительные масла, такие как соевое масло, обрабатываются комбинацией дегуммирования и нейтрализации. Для кондиционирования негидратируемых фосфатидов добавляют небольшое количество фосфорной или лимонной кислоты к сырому недегуммированному маслу. После интенсивного перемешивания добавляют разбавленную каустическую соду (7 и 12%) для нейтрализации свободных жирных кислот. Адекватное количество воды гидратирует фосфатиды в присутствии каустической соды. По истечении времени реакции в удерживающем смесителе масло нагревают и направляют непосредственно в сепаратор для отделения мыльного сырья. Нейтральное масло промывают в около 3-10% воды, чтобы уменьшить остаточное содержание мыла, и смесь разделяют на промывочную воду и масло. В вакуум-сушилке происходит снижение остаточной влаги в масле.Some vegetable oils, such as soybean oil, are processed through a combination of degumming and neutralization. To condition the non-hydratable phosphatides, a small amount of phosphoric or citric acid is added to the crude, non-degummed oil. After vigorous stirring, dilute caustic soda (7 and 12%) is added to neutralize the free fatty acids. An adequate amount of water will hydrate the phosphatides in the presence of caustic soda. After the reaction time in the holding mixer, the oil is heated and sent directly to the separator to separate the soap stock. The neutral oil is washed in about 3-10% water to reduce residual soap content and the mixture is separated into wash water and oil. In the vacuum dryer, the residual moisture in the oil is reduced.
Дезодорация представляет собой обработку масел и жиров при высокой температуре (200~260°C) и низком давлении (0,1-1 мм рт.ст.), как правило, достигаемая путем подачи пара в масло из семян со скоростью около 0,1 мл/мин/100 мл масла из семян. Примерно через 30 мин такого барботирования масло из семян охлаждают под вакуумом. Масло из семян обычно переносят в стеклянный контейнер и промывают аргоном перед хранением в холодильнике. Эта обработка также улучшает цвет масла из семян и удаляет большую часть летучих или пахучих соединений, включая любые оставшиеся свободные жирные кислоты, моноацилглицерины или продукты окисления.Deodorization is the treatment of oils and fats at high temperature (200~260°C) and low pressure (0.1-1mmHg), generally achieved by introducing steam into seed oil at a rate of about 0.1 ml/min/100 ml seed oil. After about 30 minutes of this sparging, the seed oil is cooled under vacuum. The seed oil is usually transferred to a glass container and washed with argon before being stored in the refrigerator. This treatment also improves the color of the seed oil and removes most of the volatile or odorous compounds, including any remaining free fatty acids, monoacylglycerols, or oxidation products.
Отбеливание представляет собой это процесс рафинации, при котором масла нагревают при температуре 90-120°C в течение от 10-30 мин в присутствии (например, 0,2-2,0%) отбельной глины (например, Trisyl® Silicas, W.R. Grace & Co., Columbia, Md., US) и в отсутствие кислорода (в атмосфере азота или в вакууме). На этой стадии происходит удаление нежелательных пигментов (каротиноидов, хлорофилла, госсипола и т.д.), а также продуктов окисления, следовых количеств металлов, соединений серы и следов мыла. Масло RDB относится к маслу, которое было рафинировано, дезодорировано и отбелено.Bleaching is a refining process in which oils are heated at 90-120°C for 10-30 minutes in the presence of (e.g. 0.2-2.0%) bleaching earth (e.g. Trisyl® Silicas, W.R. Grace & Co., Columbia, Md., US) and in the absence of oxygen (under nitrogen or under vacuum). This stage removes unwanted pigments (carotenoids, chlorophyll, gossypol, etc.), as well as oxidation products, trace metals, sulfur compounds and traces of soap. RDB oil refers to oil that has been refined, deodorized and bleached.
Винтеризация представляет собой процесс, который иногда используется в промышленном производстве масел для разделения масел и жиров на твердые (стеариновые) и жидкие (олеиновые) фракции путем кристаллизации при температурах ниже температуры окружающей среды. Некоторые растительные масла, такие как подсолнечное или кукурузное масло, содержат воски (сложные эфиры длинноцепочечных жирных спиртов и сложные эфиры жирных кислот), которые кристаллизуются при низких температурах и вызывают помутнение масла. Влажная винтеризация в комбинации с нейтрализацией является подходящей для удаления этих восков. Первоначально ее применяли к хлопковому маслу для получения продукта без содержания твердых частиц и можно также использовать для снижения содержания насыщенных жирных кислот в маслах.Winterization is a process sometimes used in the industrial oil industry to separate oils and fats into solid (stearic) and liquid (oleic) fractions by crystallization at temperatures below ambient temperature. Some vegetable oils, such as sunflower or corn oil, contain waxes (esters of long-chain fatty alcohols and fatty acid esters) that crystallize at low temperatures and cause the oil to become cloudy. Wet winterization in combination with neutralization is suitable for the removal of these waxes. It was originally applied to cottonseed oil to produce a solids-free product and can also be used to reduce saturated fatty acids in oils.
Переэтерификация представляет собой процесс обмена жирными кислотами внутри и между молекулами триглицеридов (TAG) или переноса жирной кислоты в другой спирт с образованием сложного эфира. Вначале это может включать высвобождение жирных кислот из TAG в виде свободных жирных кислот, или непосредственное получение сложных эфиров жирных кислот, таких как сложные метиловые или этиловые эфиры жирных кислот. В реакции переэтерификации TAG со спиртом, таким как метанол или этанол, алкильная группа спирта образует сложноэфирную связь с ацильными группами (включая DHA) TAG. В сочетании с процессом фракционирования переэтерификацию можно использовать для модификации композиции жирных кислот липидов. Marangom et al., 6 Trends Food Sci. Technol. 329 (1995). Для переэтерификации можно использовать химические средства (например, катализируемая сильной кислотой или основанием) или ферментативные средства, причем последние используют липазы, которые могут быть позиционно специфичными (специфными к положению sn-1/3- или sn-2) в отношении жирной кислоты TAG или иметь предпочтение в отношении одних жирных кислот по сравнению с другими. Adamczak, 13 Pol. J. Food Nutr. Sci., 3 (2004); Ferreira-Dias Elec., 16 J. Biotechnol. (2013).Interesterification is the process of exchanging fatty acids within and between triglyceride (TAG) molecules, or transferring a fatty acid to another alcohol to form an ester. Initially, this may involve the release of fatty acids from TAG as free fatty acids, or direct production of fatty acid esters such as fatty acid methyl or ethyl esters. In the transesterification reaction of TAG with an alcohol such as methanol or ethanol, the alkyl group of the alcohol forms an ester bond with the acyl groups (including DHA) of TAG. In combination with a fractionation process, interesterification can be used to modify the fatty acid composition of lipids. Marangom et al., 6 Trends Food Sci. Technol. 329 (1995). For transesterification, chemical means (e.g. catalyzed by a strong acid or base) or enzymatic means can be used, the latter using lipases which can be positionally specific (sn-1/3- or sn-2 position specific) for the TAG fatty acid or have a preference for some fatty acids over others. Adamczak, 13 Poll. J. Food Nutr. Sc., 3 (2004); Ferreira-Dias Elec., 16 J. Biotechnol. (2013).
Альтернативно на стадиях очистки можно избежать процессов переэтерификации или других процессов, которые изменяют состав жирных кислот в липиде или масле, с тем чтобы повысить содержание DHA в процентах от общего содержания жирных кислот. Другими словами, состав/профиль жирных кислот очищенного липида или масла, полученного из семени NS-B50027-4 или его потомства, может быть по существу таким же, как и неочищенного липида или масла.Alternatively, the purification steps may avoid transesterification processes or other processes that alter the fatty acid composition of the lipid or oil so as to increase the DHA content as a percentage of total fatty acids. In other words, the fatty acid composition/profile of the purified lipid or oil obtained from the seed of NS-B50027-4 or its progeny may be substantially the same as that of the crude lipid or oil.
Необязательно фракционирование жирных кислот для увеличения концентрации LC-PUFA в масле может быть достигнуто любым из способов, известных в данной области, таких как, например, кристаллизация путем замораживания, комплексообразование с использованием мочевины, молекулярная дистилляция, сверхкритическая флюидная экстракция, противоточная хроматография и комплексообразование ионов серебра. Комплексообразование с мочевиной является предпочтительным способом из-за его простоты и эффективности в отношении снижения уровня насыщенных и мононенасыщенных жирных кислот в масле. Gamez et al., 36 Food Res. Int'l 721 (2003). Вначале TAG масла расщепляются на составляющие их жирные кислоты, часто в форме сложных эфиров жирных кислот, под действием липаз илиOptionally, fractionation of fatty acids to increase the concentration of LC-PUFA in the oil can be achieved by any of the methods known in the art, such as, for example, freeze crystallization, urea complexation, molecular distillation, supercritical fluid extraction, countercurrent chromatography, and ion complexation. silver. Complexation with urea is the preferred method because of its simplicity and effectiveness in reducing the level of saturated and monounsaturated fatty acids in the oil. Gamez et al., 36 Food Res. Int'l 721 (2003). TAG oils are first broken down into their constituent fatty acids, often in the form of fatty acid esters, by the action of lipases or
- 24 041446 путем реакции гидролиза, катализируемой кислотой или основанием, в которой один моль TAG вступает в реакцию по меньшей мере с 3 молями спирта (например, этанолом для сложных этиловых эфиров или метанолом для сложных метиловых эфиров), при этом избыток спирта позволяет разделить образовавшиеся сложные алкиловые эфиры и образовавшийся глицерин. Свободные жирные кислоты или сложные эфиры жирных кислот обычно не изменяются в композиции жирных кислот при обработке и затем могут быть смешаны с этанольным раствором мочевины для образования комплекса. Насыщенные и мононенасыщенные жирные кислоты легко образуют комплекс с мочевиной и кристаллизуются при охлаждении и впоследствии могут быть удалены фильтрацией. Таким образом, готовая фракция, не содержащая мочевины, обогащается LC-PUFA.- 24 041446 by an acid- or base-catalyzed hydrolysis reaction in which one mole of TAG reacts with at least 3 moles of an alcohol (for example, ethanol for ethyl esters or methanol for methyl esters), while excess alcohol allows separation of the resulting alkyl esters and the resulting glycerol. The free fatty acids or fatty acid esters usually do not change in the fatty acid composition upon processing and can then be mixed with the ethanolic urea solution to form the complex. Saturated and monounsaturated fatty acids readily complex with urea and crystallize on cooling and can subsequently be removed by filtration. Thus, the finished urea-free fraction is enriched in LC-PUFA.
Как отмечено, различные стадии или множество стадий могут быть проведены на практике в атмосфере азота, иной инертной атмосфере или вакууме, и желаемое масло или липид, полученный из семени NS-B50027-4 или его потомства, может быть упакован в атмосфере азота, инертного газа или вакуума, чтобы избежать окисления.As noted, various steps or multiple steps can be practiced under nitrogen, other inert atmosphere or vacuum, and the desired oil or lipid obtained from the seed of NS-B50027-4 or its progeny can be packaged under nitrogen, an inert gas. or vacuum to avoid oxidation.
Также, как отмечено в настоящем документе, измельченную канолу, муку из семян или полученный из нее белок (т.е. муку, жмых или белок из муки) из семени, полученного из NS-B50027-4 или его потомства, можно применять для продуктов питания или корма. Прессованный жмых с высоким содержанием DHA можно применять в виде жмыха с высоким содержанием масла, или же он может быть обезжирен гексаном для получения муки. Из обработанной гексаном муки обычно удаляют растворитель и поджаривают (DT-мука). Идентификация NS-B50027-4 и его потомстваAlso, as noted herein, ground canola, seed meal, or derived protein (i.e. meal, bagasse, or meal protein) from seed derived from NS-B50027-4 or its progeny may be used for products food or feed. High DHA pressed cake can be used as a high oil cake, or it can be hexane defatted to make a flour. Hexane-treated flour is usually desolventized and roasted (DT-flour). Identification of NS-B50027-4 and its progeny
Элитное генетическое событие может характеризоваться локализацией(ями) и конфигурацией в сайте(ах) встраивания рекомбинантной молекулы(молекул) ДНК в геном растения. Сайт генома растения, куда встраивают рекомбинантную кассету ДНК, также называют сайтом инсерции или сайтоммишенью. Фланкирующая область или фланкирующая последовательность относится к участку ДНК длиной, например, по меньшей мере 20 пар оснований, по меньшей мере 50 пар оснований или до 5000 пар оснований генома растения, который располагается или непосредственно против хода транскрипции (5') и смежно с трансгенной кассетой, или непосредственно по ходу транскрипции (3') и смежно с трансгенной кассетой. Результатом процедур трансформации, приводящих к встраиванию чужеродной ДНК случайным образом, является образование трансформантов, содержащих различные фланкирующие области, характерные и уникальные для каждого трансформанта (элитное событие).An elite genetic event can be characterized by the location(s) and configuration at the site(s) of insertion of the recombinant DNA molecule(s) into the plant genome. The site of the plant genome where the recombinant DNA cassette is inserted is also referred to as the insertion site or the target site. A flanking region or flanking sequence refers to a stretch of DNA, e.g., at least 20 base pairs, at least 50 base pairs, or up to 5000 base pairs, of the plant genome that is located at or directly upstream of the transcription (5') and adjacent to the transgenic cassette. , or directly downstream (3') and adjacent to the transgenic cassette. The result of transformation procedures leading to the insertion of foreign DNA in a random manner is the formation of transformants containing various flanking regions characteristic and unique for each transformant (elite event).
В другом аспекте предлагается способ получения происходящего из NS-B50027-4 растения Brassica napus или его частей, включающий скрещивание описанного выше растения Brassica napus или его частей со вторым растением для получения семени потомства первого поколения; выращивание указанного семени потомства первого поколения для получения растения F2 поколения; необязательно повтор стадий скрещивания и выращивания для получения последующих дочерних поколений указанного семени с получением происходящего из линии скрещивания NS-B50027-4 семени Brassica napus, растения или его частей. Также предлагается растение или части растения (включая любой гибрид), полученные этим способом. В одном варианте осуществления генетический признак, который был встроен в геном конкретного растения канолы, может быть перенесен в геном другого культвара с использованием традиционных методов разведения, хорошо известных в области разведения растений. Например, подход на основе возвратного скрещивания может быть использован для переноса трансгена из трансформированного культивара канолы в уже развитый культивар канолы и полученное в результате возвратного скрещивания растение будет тогда содержать трансген(ы).In another aspect, a method is provided for producing a Brassica napus plant or parts derived from NS-B50027-4, comprising crossing the above described Brassica napus plant or parts thereof with a second plant to produce first generation progeny seed; growing said first generation progeny seed to produce an F2 generation plant; optionally repeating the crossing and growing steps to obtain subsequent child generations of said seed to obtain a Brassica napus seed, plant or parts thereof derived from the NS-B50027-4 cross line. A plant or plant parts (including any hybrid) produced by this process is also provided. In one embodiment, a genetic trait that has been inserted into the genome of a particular canola plant can be transferred to the genome of another cultivar using conventional breeding techniques well known in the plant breeding art. For example, a backcross approach can be used to transfer a transgene from a transformed canola cultivar into an already developed canola cultivar and the resulting backcross plant will then contain the transgene(s).
Соответственно в другом аспекте настоящих вариантов осуществления предлагаются композиции, способы и наборы для детекции NS-B50027-4. Было бы полезно иметь возможность детекции наличия конкретного события, чтобы определить, содержит ли потомство полового скрещивания представляющий интерес трансген. Кроме того, способ детекции конкретного события будет полезен для соблюдения правил, требующих, например, предпродажного одобрения и маркировки продуктов питания, полученных из рекомбинантных сельскохозяйственных культур. Присутствие трансгена можно обнаружить любым известным способом детекции нуклеиновых кислот, таким как полимеразная цепная реакция (PCR) или гибридизация ДНК с использованием нуклеиновых кислот в качестве зондов. Указанные способы детекции обычно основаны на часто используемых генетических элементах, таких как промоторы, терминаторы, маркерные гены и т.д. В результате, такие способы могут оказаться непригодными для идентификации различия между разными событиями, в частности событиями, полученными с использованием аналогичных ДНК-конструкций, за исключением тех случаев, когда последовательность хромосомной ДНК, смежная со встраиваемой ДНК (фланкирующая ДНК), является известной. Специфический по отношению к событию PCR анализ описан. См., например, Windels et al., Med. Fac. Landbouww, Univ. Gent 64/5b:459 (1999) (где идентифицировано событие, сообщающее резистентность к глифосату у сои, путем PCR с использованием набора праймеров, перекрывающих участок соединения: первого праймера, включающего последовательность из вставки, и второго праймера, включающего последовательность из фланкирующей ДНК). Кроме того, вставка из шестнадцати генов NS-B50027-4 нарушала экспрессию гена Brassica, кодирующего белок, взаимодействующий с Pto (Pto-interacting protein, PTI), серинтреонинкиназу, участвующую в передаче сигнала, опосредованного гиперчувствительным ответом, расAccordingly, in another aspect of the present embodiments, compositions, methods, and kits for detecting NS-B50027-4 are provided. It would be useful to be able to detect the presence of a particular event in order to determine if the progeny of a sexual cross contains a transgene of interest. In addition, a specific event detection method would be useful for complying with regulations requiring, for example, premarket approval and labeling of food products derived from recombinant crops. The presence of a transgene can be detected by any known nucleic acid detection method such as polymerase chain reaction (PCR) or DNA hybridization using nucleic acids as probes. These detection methods are usually based on frequently used genetic elements such as promoters, terminators, marker genes, and so on. As a result, such methods may not be suitable for distinguishing between different events, in particular events generated using similar DNA constructs, unless the chromosomal DNA sequence adjacent to the inserted DNA (flanking DNA) is known. Event-specific PCR analysis is described. See, for example, Windels et al., Med. fac. Landbouww, Univ. Gent 64/5b:459 (1999) (where a soybean glyphosate resistance event was identified by PCR using a primer set spanning the junction: a first primer including the sequence from the insert and a second primer including the sequence from the flanking DNA) . In addition, the insertion of sixteen NS-B50027-4 genes disrupted the expression of the Brassica gene encoding a protein interacting with Pto (Pto-interacting protein, PTI), a serine-threonine kinase involved in signal transduction mediated by a hypersensitivity response,
- 25 041446 положенную на хромосоме А05. Хотя никаких фенотипических изменений не наблюдалось, это обеспечивает еще один маркер для идентификации NS-B50027-4 или потомства, происходящего из NS-B50027-4.- 25 041446 located on chromosome A05. Although no phenotypic change was observed, this provides another marker to identify NS-B50027-4 or progeny derived from NS-B50027-4.
Способы и наборы в настоящем документе являются полезными для идентификации в биологических образцах присутствия растительного материала, содержащего, в частности, трансгены в NS-B50027-4, а также трансгенных растений канолы, растительных материалов и семян, содержащих такое событие. Элитное событие NS-B50027-4, описанное в настоящем документе, может быть идентифицировано по генотипу, который может быть охарактеризован с помощью профиля генетического маркера, который может идентифицировать растения такого же культивара или родственного культивара, или быть использован для определения или подтверждения родословной. Профили генетических маркеров могут быть получены такими методами, как полиморфизм длин рестрикционных фрагментов (Restriction Fragment Length Polymorphisms, RFLP), случайно амплифицируемая полиморфная ДНК (Randomly Amplified Polymorphic DNAs, RAPD), произвольно праймированная полимеразная цепная реакция (Arbitrarily Primed Polymerase Chain Reaction, AP-PCR), ДНК-амплификационный фингерпринтинг (DNA Amplification Fingerprinting, DAF), амплифицированная область, охарактеризованная нуклеотидной последовательностью (Sequence Characterized Amplified Regions, SCAR), полиморфизм длин амплифицированных фрагментов (Amplified Fragment Length Polymorphisms, AFLP), простые повторяющиеся последовательности (Simple Sequence Repeats (SSR) (также называемые микросателлитами) и однонуклеотидный полиморфизм (Single Nucleotide Polymorphisms (SNP).The methods and kits herein are useful for identifying in biological samples the presence of plant material containing, in particular, the transgenes in NS-B50027-4, as well as transgenic canola plants, plant materials, and seeds containing such an event. Elite event NS-B50027-4 described herein can be identified by genotype, which can be characterized by a genetic marker profile that can identify plants of the same cultivar or related cultivar, or be used to determine or confirm pedigree. Profiles of genetic markers can be obtained by methods such as restriction fragment length polymorphism (RFLP), randomly amplified polymorphic DNA (Randomly Amplified Polymorphic DNAs, RAPD), randomly primed polymerase chain reaction (Arbitrarily Primed Polymerase Chain Reaction, AP- PCR), DNA Amplification Fingerprinting (DAF), Sequence Characterized Amplified Regions (SCAR), Amplified Fragment Length Polymorphisms (AFLP), Simple Sequence Repeats (SSR) (also called microsatellites) and single nucleotide polymorphism (Single Nucleotide Polymorphisms (SNP).
Например, элитное событие NS-B50027-4, описанное в настоящем документе, может быть идентифицировано путем составления генетической карты из образца растительного материала. Генетическая карта может быть создана с помощью стандартных методов анализа RFLP, полимеразной цепной реакции (PCR) или SSR, которые идентифицируют приблизительное положение встроенной молекулы ДНК на хромосоме, кодирующей чужеродный белок. См. Glick & Thompson, Methods in Plant Molec. Biol. & Biotechnol., 269 (CRC Press, Boca Raton, FL, 1993). Информация о картировании в отношении хромосомной локализации полезна для защиты собственности на данное трансгенное растение. Например, 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, PCR, SSR и секвенирование, которые являются стандартными методиками.For example, the NS-B50027-4 elite event described herein can be identified by genetic mapping from a sample of plant material. A genetic map can be created using standard RFLP, polymerase chain reaction (PCR), or SSR assays that identify the approximate position of the inserted DNA molecule on the chromosome that codes for the foreign protein. See Glick & Thompson, Methods in Plant Molec. Biol. & Biotechnol., 269 (CRC Press, Boca Raton, FL, 1993). Mapping information with respect to chromosomal localization is useful for protecting ownership of a given transgenic plant. For example, a map of the embedding area can be compared with similar maps of plants being tested to determine if the latter have common parents with a given plant. Map comparisons may include hybridization, RFLP, PCR, SSR, and sequencing, which are standard techniques.
В другом аспекте настоящих вариантов осуществления предлагаются наборы и способы для определения, является ли растение канолы инбредной линией NS-B50027-4 или находится с ней в родстве, или является растением канолы, которое содержит по меньшей мере часть генетического элитного события линии NS-B50027-4. В настоящем документе описаны композиции и способ для простой и однозначной идентификации элитного события NS-B50027-4 в биологических образцах.In another aspect of the present embodiments, kits and methods are provided for determining whether a canola plant is or related to the inbred line NS-B50027-4, or is a canola plant that contains at least a portion of the genetic elite event of the line NS-B50027- 4. This document describes compositions and a method for the simple and unambiguous identification of the NS-B50027-4 elite event in biological samples.
Например, набор может включать по меньшей мере один набор праймеров для идентификации одного или нескольких генетических маркеров NS-B50027-4, такой как набор смысловых (прямых) и антисмысловых (обратных) праймеров. Конкретные варианты осуществления праймеров включают следующие праймеры, используемые в наборах для проведения анализов KASP для детекции генетических признаков NS-B5OO27-4, особенно полезные в исследованиях интрогрессии и выведении гибридов. См. пример 2. Эти праймеры могут состоять из молекулы нуклеиновой кислоты, содержащей по меньшей мере десять последовательных нуклеиновых кислот последовательности, показанной в SEQ ID NO: 1-90 (см. табл. 14, пример 3), или их комплементов.For example, the kit may include at least one primer set for identifying one or more NS-B50027-4 genetic markers, such as a set of sense (forward) and antisense (reverse) primers. Specific primer embodiments include the following primers used in KASP assay kits for detecting genetic traits of NS-B5OO27-4, particularly useful in introgression studies and hybrid breeding. See Example 2. These primers may consist of a nucleic acid molecule containing at least ten consecutive nucleic acids of the sequence shown in SEQ ID NOs: 1-90 (see Table 14, Example 3), or their complements.
В настоящем изобретении также предлагаются способы идентификации растения канолы, содержащего элитное событие NS-B50027-4, включающие (а) получение смеси, включающей биологический образец, содержащий ДНК растения канолы, и первый и второй праймеры нуклеиновой кислоты, способные амплифицировать молекулу нуклеиновой кислоты, специфичную для события NS-B50027-4;The present invention also provides methods for identifying a canola plant containing the NS-B50027-4 elite event, comprising (a) obtaining a mixture comprising a biological sample containing canola plant DNA and first and second nucleic acid primers capable of amplifying a nucleic acid molecule specific for event NS-B50027-4;
(b) проведение реакции в смеси в условиях, которые позволяют первому и второму праймерам нуклеиновой кислоты амплифицировать молекулу нуклеиновой кислоты, специфичную для события NS-B50027-4; и (с) детекцию присутствия амплифицированного фрагмента молекулы нуклеиновой кислоты, при этом присутствие молекулы нуклеиновой кислоты, специфичной для элитного события канолы NS-B50027-4, указывает на то, что растение канола является растением канолой NS-B50027-4.(b) carrying out the reaction in the mixture under conditions that allow the first and second nucleic acid primers to amplify a nucleic acid molecule specific for the NS-B50027-4 event; and (c) detecting the presence of an amplified fragment of the nucleic acid molecule, wherein the presence of the nucleic acid molecule specific for the canola elite event NS-B50027-4 indicates that the canola plant is a canola plant NS-B50027-4.
В другом варианте осуществления предлагаются способы детекции молекулы нуклеиновой кислоты элитного события NS-B50027-4 в биологическом образце, включающие (а) получение смеси, включающей биологический образец, содержащий ДНК, и зонд нуклеиновой кислоты, способной гибридизоваться с молекулой нуклеиновой кислоты, специфичной для события NS-B50027-4;In another embodiment, methods are provided for detecting an NS-B50027-4 elite event nucleic acid molecule in a biological sample, comprising (a) providing a mixture comprising a biological sample containing DNA and a nucleic acid probe capable of hybridizing to an event-specific nucleic acid molecule. NS-B50027-4;
(b) проведение реакции в смеси в условиях, которые позволяют зонду гибридизоваться с молекулой нуклеиновой кислоты, специфичной для NS-B50027-4; и (с) детекцию наличия гибридизованной молекулы нуклеиновой кислоты, при этом присутствие молекулы нуклеиновой кислоты, специфичной для события NS-B50027-4, указывает на то, что образец содержит молекулу нуклеиновой кислоты события NS-B50027-4.(b) carrying out the reaction in the mixture under conditions that allow the probe to hybridize with a nucleic acid molecule specific for NS-B50027-4; and (c) detecting the presence of a hybridized nucleic acid molecule, wherein the presence of a nucleic acid molecule specific for the NS-B50027-4 event indicates that the sample contains the nucleic acid molecule of the NS-B50027-4 event.
- 26 041446- 26 041446
В еще одном варианте осуществления предлагаются способы детекции присутствия молекулы нуклеиновой кислоты события NS-B50027-4 в биологическом образце, включающие (а) получение смеси, включающей биологический образец, содержащий ДНК, и первый праймер, способный к отжигу с участком встроенной молекулы нуклеиновой кислоты события NS-B50027-4, и второй праймер, способный к отжигу с фланкирующей молекулой нуклеиновой кислоты в геноме клетки-хозяина;In yet another embodiment, methods are provided for detecting the presence of an NS-B50027-4 event nucleic acid molecule in a biological sample, comprising (a) obtaining a mixture comprising a biological sample containing DNA and a first primer capable of annealing with a region of the inserted event nucleic acid molecule NS-B50027-4, and a second primer capable of annealing to a flanking nucleic acid molecule in the host cell genome;
(b) проведение реакции в смеси в условиях, которые позволяют первому и второму праймерам нуклеиновой кислоты продуцировать амплифицированную молекулу нуклеиновой кислоты, содержащую фрагмент встроенной молекулы нуклеиновой кислоты события NS-B5OO27-4; и (с) детекцию наличия амплифицированной молекулы нуклеиновой кислоты, при этом присутствие фрагмента встроенной молекулы нуклеиновой кислоты события NS-B50027-4 показывает, что образец содержит встроенную ДНК события NS-B50027-4.(b) carrying out the reaction in the mixture under conditions that allow the first and second nucleic acid primers to produce an amplified nucleic acid molecule containing a fragment of the inserted NS-B5OO27-4 event nucleic acid molecule; and (c) detecting the presence of the amplified nucleic acid molecule, wherein the presence of a fragment of the inserted NS-B50027-4 event nucleic acid molecule indicates that the sample contains the inserted NS-B50027-4 event DNA.
Правильное тестирование должно выявлять любые основные недостатки и уровень превосходства или улучшения над существующими коммерческими культварами канолы. В дополнение к демонстрации улучшенных характеристик должен существовать спрос на новый культивар, который совместим с промышленными стандартами или который создает новый рынок. Введение нового культивара 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 культивара, следует учитывать затраты на исследования и выведение, а также техническое превосходство конечного культивара. Для размножаемых семенами культиваров должно быть возможным легкое и экономичное производство семян.Proper testing should identify any major weaknesses and the level of superiority or improvement over existing commercial canola cultivars. In addition to demonstrating improved performance, there must be demand for a new cultivar that is compatible with industry standards or that creates a new market. The introduction of a new cultivar may introduce additional costs to the seed producer, plant grower, processor and consumer due to ad hoc marketing and sales of modified seed and commercial production techniques and use of the new product. Testing prior to the release of a new cultivar should take into account the costs of research and breeding, as well as the technical superiority of the final cultivar. For seed-propagated cultivars, easy and economical seed production should be possible.
Потомство.Offspring.
Линия NS-B50027-4, описанная в настоящем документе, может быть использована в качестве родительской для разведения других линий. Например, в качестве источника она может быть подвергнута самоопылению, скрещиванию, возвратному скрещиванию, применяться для получения двойных гаплоидов, используемых в качестве исходных материалов для генетической трансформации, или подвергнута генетической трансформации, в дальнейшем мутагенезу, и применяться для других форм разведения, как известно специалистам в данной области. Способы и результаты использования исходного материала для разведения других линий также находятся в пределах объема этих вариантов осуществления.The NS-B50027-4 line described in this document can be used as a parent line to breed other lines. For example, as a source, it can be self-pollinated, crossed, backcrossed, used to obtain double haploids used as starting materials for genetic transformation, or subjected to genetic transformation, further mutagenesis, and used for other forms of breeding, as known to those skilled in the art. in this area. Methods and results of using the starting material to breed other lines are also within the scope of these embodiments.
С появлением методов молекулярной биологии, которые обеспечили выделение и характеризацию генов, кодирующих специфические белковые продукты, ученые в области биологии растений проявляли повышенный интерес к созданию генома растений, которые содержат и экспрессируют чужеродные гены, или дополнительные или модифицированные варианты нативных или эндогенных генов (возможно под управлением различных промоторов), для того чтобы определенным образом изменить генетические признаки растения. Любые последовательности ДНК, из разных видов или из одних и тех же видов, которые введены в геном с использованием трансформации или различных способов разведения, совместно называются в настоящем документе как трансгены. За последние пятнадцать-двадцать лет было разработано несколько способов получения трансгенных растений, и настоящее изобретение в конкретных вариантах осуществления также относится к трансформированным версиям заявленной линии.With the advent of molecular biology techniques that have enabled the isolation and characterization of genes encoding specific protein products, plant biologists have become increasingly interested in generating plant genomes that contain and express foreign genes, or additional or modified variants of native or endogenous genes (perhaps under control of various promoters) in order to change the genetic traits of the plant in a certain way. Any DNA sequences, from different species or from the same species, that are introduced into the genome using transformation or different dilution methods are collectively referred to herein as transgenes. Over the past fifteen to twenty years, several methods have been developed for obtaining transgenic plants, and the present invention in specific embodiments, the implementation also relates to transformed versions of the claimed line.
Нуклеиновые кислоты, олигонуклеотиды или полинуклеотиды относятся к молекулам РНК или ДНК, которые являются линейными или разветвленными, одно- или двухцепочечными, или их гибридам, включая гибриды РНК/ДНК. Эти термины также охватывают 3'-UTR и 5'-UTR, обычно по меньшей мере около 1000 нуклеотидов последовательности выше 5'-конца кодирующей области и по меньшей мере около 200 нуклеотидов последовательности ниже 3'-конца кодирующей области гена. Реже встречающиеся основания, такие как инозин, 5-метилцитозин, 6-метиладенин, гипоксантин и другие, могут быть также использованы для антисмыслового, дцРНК и рибозимного спаривания. Например, установлено, что полинуклеотиды, содержащие С-5 пропиновые аналоги уридина и цитидина, могут связываться с РНК с высокой степенью сродства и являются сильнодействующими антисмысловыми ингибиторами экспрессии генов. Можно также произвести другие модификации, такие как изменение фосфодиэфирного скелета или 2'-гидроксильной группы в рибозосахарной группе РНК. Антисмысловые полинуклеотиды и рибозимы могут состоять полностью из рибонуклеотидов или могут содержать смесь рибонуклеотидов и дезоксирибонуклеотидов. Полинуклеотиды согласно изобретению могут быть получены любыми способами, включая геномные препараты, препараты кДНК, синтез in vitro, RT-PCR и транскрипцию in vitro или in vivo.Nucleic acids, oligonucleotides or polynucleotides refer to RNA or DNA molecules that are linear or branched, single or double stranded, or hybrids thereof, including RNA/DNA hybrids. The terms also cover the 3'-UTR and 5'-UTR, typically at least about 1000 nucleotides of sequence upstream of the 5'end of the coding region and at least about 200 nucleotides of sequence downstream of the 3'end of the coding region of the gene. Less common bases such as inosine, 5-methylcytosine, 6-methyladenine, hypoxanthine and others can also be used for antisense, dsRNA and ribozyme pairing. For example, it has been found that polynucleotides containing the C-5 propyne analogs of uridine and cytidine can bind to RNA with a high degree of affinity and are potent antisense inhibitors of gene expression. Other modifications can also be made, such as changing the phosphodiester backbone or the 2'-hydroxyl group in the ribose sugar group of the RNA. Antisense polynucleotides and ribozymes may be composed entirely of ribonucleotides or may contain a mixture of ribonucleotides and deoxyribonucleotides. The polynucleotides of the invention can be prepared by any means, including genomic preparations, cDNA preparations, in vitro synthesis, RT-PCR, and in vitro or in vivo transcription.
Трансформация растения включает конструирование вектора экспрессии, который будет функционировать в растительных клетках. Такой вектор включает ДНК, включающую ген под контролем регулятоного элемента или оперативно связанный с регуляторным элементом (например, промотором). Вектор экспрессии может содержать одну или несколько таких оперативно связанных комбинаций ген/регуляторный элемент. Вектор(ы) может(могут) быть в форме плазмиды и может быть использован самостоятельно или в комбинации с другими плазмидами, чтобы обеспечить трансформированные растения канолы, применяя способы трансформации, известные в данной области, для введения трансгеновPlant transformation involves constructing an expression vector that will function in plant cells. Such a vector includes DNA comprising a gene under the control of a regulatory element or operably linked to a regulatory element (eg, a promoter). The expression vector may contain one or more of these operatively linked gene/regulatory element combinations. The vector(s) may be in the form of a plasmid and may be used alone or in combination with other plasmids to provide transformed canola plants using transformation methods known in the art to introduce transgenes.
- 27 041446 в генетический материал растения(й) канолы, включая растения канолы NS-B50027-4. Например, трансгенная кассета, содержащая ген(ы), кодирующий глицерол-3-фосфатацилтрансферазу (GPAT), ацилтрансферазу лизофосфатидной кислоты (LPAAT) или диацилглицеролацилтрансферазу (DGAT), может быть трансформирована в NS-B5OO27-4 для модификации жирной кислоты или синтеза TAG. См., например, Shrestha et al., 7 Front. Plant Sci. 1402 (2016).- 27 041446 into the genetic material of canola plant(s), including canola plants NS-B50027-4. For example, a transgenic cassette containing the gene(s) encoding glycerol-3-phosphate acyltransferase (GPAT), lysophosphatidic acid acyltransferase (LPAAT), or diacylglycerol acyltransferase (DGAT) can be transformed into NS-B5OO27-4 for fatty acid modification or TAG synthesis. See, for example, Shrestha et al., 7 Front. Plant Sci. 1402 (2016).
Генетический признак, который был встроен в конкретное растение канолы с использованием способов трансформации, может быть перенесен в другую линию, используя традиционные способы разведения, хорошо известные в области разведения растений. Например, растения, несущие элитное событие NS-B50027-4, могут, например, быть получены из семени, депонированном в АТСС®. Такие растения могут быть затем размножены или использованы в традиционной схеме разведения для введения события NS-B50027-4 (т.е. биосинтеза LC-PUFA) в другие культивары такого же растения или растения родственных видов. Депонированные семена принадлежат видам Brassica napus. Тем не менее способы введения аллелей или трансгенов, локализованных на А-геноме или С-геноме из В. napus в В. juncea, хорошо известны в данной области и включают повторное возвратное скрещивание. Метод возвратного скрещивания можно использовать для переноса трансгена из трансформированного растения канолы в элитную инбредную линию, и полученное потомство содержит трансген. Кроме того, если для трансформации используется инбредная линия, то трансгенные растения могут быть скрещены с другой линией для получения трансгенного гибридного растения канолы. Используемый в настоящем документе термин скрещивание может относиться к простому скрещиванию X с Y или процессу возвратного скрещивания, в зависимости от контекста.A genetic trait that has been inserted into a particular canola plant using transformation techniques can be transferred to another line using conventional breeding techniques well known in the plant breeding art. For example, plants bearing the elite event NS-B50027-4 can, for example, be obtained from seed deposited with ATCC®. Such plants can then be propagated or used in a conventional breeding scheme to introduce the NS-B50027-4 event (ie LC-PUFA biosynthesis) into other cultivars of the same plant or plants of related species. The deposited seeds belong to Brassica napus species. However, methods for introducing alleles or transgenes located on the A genome or C genome from B. napus into B. juncea are well known in the art and include backcrossing. The backcross method can be used to transfer a transgene from a transformed canola plant into an elite inbred line, and the resulting progeny contains the transgene. In addition, if an inbred line is used for transformation, then the transgenic plants can be crossed with another line to produce a transgenic hybrid canola plant. As used herein, the term crossing may refer to a simple crossing of X with Y, or a backcrossing process, depending on the context.
Различные генетические элементы могут быть, кроме того, введены в геном растения с использованием трансформации. Эти элементы включают, но без ограничения, гены; кодирующие последовательности; индуцибельные, конститутивные и тканеспецифичные промоторы; энхансерные последовательности; а также сигнальные и таргетные последовательности. Появление новых молекулярно-биологических методов позволило выделить и охарактеризовать генетические элементы со специфическими функциями, такими как кодирование специфических белковых продуктов. Ученые в области биологии растений проявили высокий интерес к созданию генома растений, которые содержат и экспрессируют чужеродные генетические элементы, или дополнительные или модифицированные версии нативных или эндогенных генетических элементов, для того чтобы специфическим образом изменить признаки растения. Любые молекулы ДНК, будь то из других видов или из одних и тех же видов, вставленные в геном с использованием трансформации, собирательно именуются в настоящем документе трансгенами. Процесс трансформации представляет собой вставку ДНК в геном. Было разработано несколько способов получения трансгенных растений, и настоящее изобретение в конкретных вариантах осуществления также относится к трансформированным версиям заявленной линии канолы NS-B50027-4.Various genetic elements can also be introduced into the plant genome using transformation. These elements include, but are not limited to, genes; coding sequences; inducible, constitutive and tissue-specific promoters; enhancer sequences; as well as signal and target sequences. The advent of new molecular biological methods has made it possible to isolate and characterize genetic elements with specific functions, such as encoding specific protein products. Scientists in the field of plant biology have shown a high interest in creating plant genomes that contain and express foreign genetic elements, or additional or modified versions of native or endogenous genetic elements, in order to specifically change the traits of the plant. Any DNA molecules, whether from other species or from the same species, inserted into the genome using transformation are collectively referred to herein as transgenes. The transformation process is the insertion of DNA into the genome. Several methods have been developed for producing transgenic plants, and the present invention, in specific embodiments, also relates to transformed versions of the claimed canola line NS-B50027-4.
Для трансформации растений было разработано множество способов, включая протоколы биологической и физической трансформации растений. Кроме того, доступны экспрессионные векторы и способы культивирования in vitro для трансформации растительных клеток или тканей и регенерации растений. См., например, Miki et al., Procedures for introducing foreign DNA into plants, in Meth. Plant Molec. Biol. & Biotechnol. at 63 (Glick & Thompson, eds., CRC Press, Boca Raton, 1993); Gruber et al., Vectors for plant transformation, id. at R 89; Genetic transformation for the improvement of Canola, Proc. World Conf. Biotechnol. Fats & Oils Indus. at 43-46 (Am. Oil. Chem. Soc., Champaign, IL, 1988).Many methods have been developed for plant transformation, including protocols for the biological and physical transformation of plants. In addition, expression vectors and in vitro culture methods are available for plant cell or tissue transformation and plant regeneration. See, for example, Miki et al., Procedures for introducing foreign DNA into plants, in Meth. Plant Molec. Biol. & Biotechnol. at 63 (Glick & Thompson, eds., CRC Press, Boca Raton, 1993); Gruber et al., Vectors for plant transformation, id. at R 89; Genetic transformation for the improvement of Canola, Proc. World Conf. Biotechnol. Fats & Oils Indus. at 43-46 (Am. Oil. Chem. Soc., Champaign, IL, 1988).
Наиболее распространенные типы трансформации растений включают конструирование экспрессионного вектора. Такой вектор включает молекулу ДНК, которая содержит кодирующую область, находящуюся под контролем регуляторной области или оперативно связанную с регуляторной областью, например, промотором. Экспрессионный вектор может содержать один или несколько генов, и один или несколько регуляторных элементов. По меньшей мере одна из кодирующих областей и их соответствующие регуляторные элементы могут быть расположены в противоположной ориентации внутри вектора, обеспечивая бинарный вектор. Теоретически расположение генов, подверженных сайленсингу генов, в бинарной форме, может свести к минимуму сайленсинг генов. Вектор(ы) может(могут) быть в форме плазмиды и может(могут) быть использован(ы) самостоятельно или в комбинации с другими плазмидами, чтобы обеспечить трансформированные растения канолы, применяя способы трансформации, известные в данной области, для введения трансгенов в генетический материал растения NS-B50027-4 или растения, происходящего из NS-B50027-4.The most common types of plant transformation involve the construction of an expression vector. Such a vector includes a DNA molecule that contains a coding region under the control of a regulatory region or operably linked to a regulatory region, such as a promoter. An expression vector may contain one or more genes and one or more regulatory elements. At least one of the coding regions and their respective regulatory elements may be located in opposite orientations within the vector, providing a binary vector. Theoretically, arranging genes affected by gene silencing in binary form can minimize gene silencing. The vector(s) may be in the form of a plasmid and may be used alone or in combination with other plasmids to provide transformed canola plants using transformation methods known in the art to introduce transgenes into the genetic plant material NS-B50027-4 or a plant derived from NS-B50027-4.
Например, первоначальная трансформационная кассета, pJP3416_GA7-modB, включала семь генов, способных стимулировать накопление жирных кислот омега-3 в семени канолы, и селектируемый маркерный ген для облегчения отбора предполагаемых трансгенных растений in vitro. См. WO 2013185184; публикация патента США 20150374654; Petrie et al., 6 Plant Meth. 8 (2010). Экспрессируемые гены все являются синтетическими - кодон-оптимизированными и синтезированными - поскольку трансгенные молекулы ДНК не обнаружены ни в одном природном организме. Исходные последовательности ДНК, которые использовали в качестве темплатов для оптимизации кодонов, были описаны. См. Petrie et al., 12 Metab. Eng'g 233 (2010a); Petrie et al., 11 Plant Methods 6 (2010b); Petrie et al., 21 Transgenic Res. 139 (2012).For example, the original transformation cassette, pJP3416_GA7-modB, included seven genes capable of stimulating the accumulation of omega-3 fatty acids in canola seed and a selectable marker gene to facilitate the selection of putative transgenic plants in vitro. See WO2013185184; US Patent Publication 20150374654; Petrie et al., 6 Plant Meth. 8 (2010). The expressed genes are all synthetic - codon-optimized and synthesized - since transgenic DNA molecules are not found in any natural organism. The original DNA sequences that were used as templates for codon optimization have been described. See Petrie et al., 12 Metab. Eng'g 233 (2010a); Petrie et al., 11 Plant Methods 6 (2010b); Petrie et al., 21 Transgenic Res. 139 (2012).
Как известно в данной области, функциональные промоторы генов представляют собой участкиAs is known in the art, functional gene promoters are regions
- 28 041446- 28 041446
ДНК, которые являются важными для транскрипции генов, но не кодируют функциональные продукты, такие как пептиды. Например, типичный промотор для конститутивной экспрессии происходит из вируса мозаики цветной капусты. Kay et al., 236 Sci. 1299 (1987); Coutu et al., 16 Transgenic Res. 771 (2007). Промоторы под контролем индивидуального развития включают в себя промоторы, которые предпочтительно инициируют транскрипцию в конкретных тканях, таких как семена, листья, корни, волокна, сосуды ксилемы, трахеиды или склеренхима. Промоторы, имеющие особое значение, представляют собой предпочтительные для семени промоторы, которые инициируют транскрипцию преимущественно или только в семени. Предпочтительные для семян промоторы включают специфичные для семени промоторы (т.е. промоторы, активные во время развития семян, такие как промоторы запасных белков семян) и промоторы прорастания семени (т.е. промоторы, активные во время прорастания семян). См. Thompson et al., 10 BioEssays 108 (1989). Такие предпочтительные для семени промоторы включают, но без ограничения, Cim1 (цитокинин-индуцированный сигналинг); cZ19B1 (19 кДа зеин кукурузы); milps (миоинозит-1-фосфат-синтаза) (см. WO 2000/11177 и патент США 6225529). Для двудольных специфичные для семени промоторы включают, но без ограничения, бета-фазеолин фасоли, напин, бетаконглицинин, лектин сои, круциферин, конлинин и т.п. Специфичные для семян промоторы, используемые в GA7-modB, были описаны ранее: А. thaliana FAE1 (Rossack et al., 46 Plant Molec. Biol. 717 (2001)); L. usitatissimum Cnl1 и Cnl2 (Chaudhary et al., WO 2001016340); и усеченный промотор напина из В. napus (Stalberg et al., 23 Plant Molec. Biol. 671 (1993)). См. также WO 2013185184.DNAs that are essential for gene transcription but do not code for functional products such as peptides. For example, a typical promoter for constitutive expression is derived from the cauliflower mosaic virus. Kay et al., 236 Sci. 1299 (1987); Coutu et al., 16 Transgenic Res. 771 (2007). Individual developmentally controlled promoters include promoters that preferentially initiate transcription in specific tissues such as seeds, leaves, roots, fibers, xylem vessels, tracheids, or sclerenchyma. Promoters of particular importance are seed-preferred promoters that initiate transcription predominantly or only in the seed. Seed-preferred promoters include seed-specific promoters (ie, promoters active during seed development, such as seed storage protein promoters) and seed germination promoters (ie, promoters active during seed germination). See Thompson et al., 10 BioEssays 108 (1989). Such seed-preferred promoters include, but are not limited to, Cim1 (cytokinin-induced signaling); cZ19B1 (19 kDa maize zein); milps (myo-inositol-1-phosphate synthase) (see WO 2000/11177 and US Pat. No. 6,225,529). For dicots, seed-specific promoters include, but are not limited to, bean beta-phaseolin, napin, betaconglycinin, soybean lectin, cruciferin, conlinin, and the like. Seed-specific promoters used in GA7-modB have been described previously: A. thaliana FAE1 (Rossack et al., 46 Plant Molec. Biol. 717 (2001)); L. usitatissimum Cnl1 and Cnl2 (Chaudhary et al., WO 2001016340); and a truncated napin promoter from B. napus (Stalberg et al., 23 Plant Molec. Biol. 671 (1993)). See also WO 2013185184.
Индуцибельный промотор представляет собой промотор, который может регулироваться окружающей средой. Примеры условий окружающей среды, при которых может происходить транскрипция индуцибельными промоторами, включают анаэробные условия или присутствие света. Специфичные для ткани, предпочтительные для ткани (например, специфичные для семени) и индуцибельные промоторы представляют класс неконститутивных промоторов. See Ward et al., 22 Plant Mol. Biol. 361 (1993); Meft et al., 90 PNAS 4567 (1993) (индуцируемые медью); Gatz et al., 243 Mol. Gen. Genet. 32 (1994) (индуцируемые антидотами гербицидов); Gatz et al., 227 Mol. Gen. Genet. 229 (1991) (индуцируемые тетрациклином); Schena et al., 88 PNAS 10421 (1991) (индуцируемые глюкокортикостероидами). См. также WO 2001016340 и обсуждаемые в них промоторы.An inducible promoter is a promoter that can be regulated by the environment. Examples of environmental conditions under which transcription by inducible promoters can occur include anaerobic conditions or the presence of light. Tissue-specific, tissue-preferred (eg, seed-specific) and inducible promoters represent a class of non-constitutive promoters. See Ward et al., 22 Plant Mol. Biol. 361 (1993); Meft et al., 90 PNAS 4567 (1993) (copper induced); Gatz et al., 243 Mol. Gen. Genet. 32 (1994) (induced by herbicide antidotes); Gatz et al., 227 Mol. Gen. Genet. 229 (1991) (tetracycline-induced); Schena et al., 88 PNAS 10421 (1991) (glucocorticosteroid-induced). See also WO 2001016340 and the promoters discussed therein.
Конститутивный промотор представляет собой промотор, который может быть активным в большинстве условий окружающей среды. Типичные конститутивные промоторы включают промоторы из растительных вирусов, такие как промотор 35S из вируса мозаики цветной капусты (CMV) (Odell et al., 313 Nature 810 (1985)) и промоторы из таких генов, как рисовый актин (McElroy et al., 2 Plant Cell 163 (1990)); убиквитин (Christensen et al., 12 Plant Mol. Biol. 619 (1989); Christensen et al., 18 Plant Mol. Biol. 6759 (1992)); pEMU (Last et al., 81 Theor. Appl. Genet. 581 (1991)); MAS (Velten et al., 3 EMBO J. 2723 (1984)), и гистон H3 кукурузы (Lepetit et al., 231 Mol. Gen. Genet. 276 (1992); Atanassova et al., 2 Plant J. 291 (1992)). Промотор ALS, фрагмент 5' Xbal/Ncol к структурному гену Brassica napus ALS3 (или нуклеотидная последовательность, подобная указанному фрагменту Xbal/Ncol) представляет собой другой конститутивный промотор. См. также заявку WO 1996/30530 и обсуждаемые в ней промоторы. Промотор CMV также связан с полезной энхансерной областью. См, например, WO 1996/30530 и WO 2013185184, и промоторы, обсуждаемые в них.A constitutive promoter is a promoter that can be active under most environmental conditions. Typical constitutive promoters include promoters from plant viruses such as the 35S promoter from cauliflower mosaic virus (CMV) (Odell et al., 313 Nature 810 (1985)) and promoters from genes such as rice actin (McElroy et al., 2 Plant Cell 163 (1990)); ubiquitin (Christensen et al., 12 Plant Mol. Biol. 619 (1989); Christensen et al., 18 Plant Mol. Biol. 6759 (1992)); pEMU (Last et al., 81 Theor. Appl. Genet. 581 (1991)); MAS (Velten et al., 3 EMBO J. 2723 (1984)), and maize histone H3 (Lepetit et al., 231 Mol. Gen. Genet. 276 (1992); Atanassova et al., 2 Plant J. 291 ( 1992)). The ALS promoter, the 5' Xbal/Ncol fragment to the Brassica napus ALS3 structural gene (or a nucleotide sequence similar to said Xbal/Ncol fragment) is another constitutive promoter. See also WO 1996/30530 and the promoters discussed therein. The CMV promoter is also associated with a useful enhancer region. See, for example, WO 1996/30530 and WO 2013185184 and the promoters discussed therein.
Терминаторные области, которые включают сигналы полиаденилирования, необходимы для продуцирования полных и стабильных молекул мРНК. Например, терминатор нопалинсинтазы A. tumefaciens (NOS) обеспечивает полезный терминатор. Bevan, 12 Nucl. Acid Res.8711 (1984); Rogers et al., in Biotechnol. Plant Sci. at 219 (Acad. Press, Inc., New York, NY, 1985); Sanders et al., 15 Nucl. Acids Res. 1543 (1987). Ряд регуляторных последовательностей использовали в комбинации для управления и терминации транскрипции различных экспрессионных кассет.Terminator regions, which include polyadenylation signals, are required for the production of complete and stable mRNA molecules. For example, the A. tumefaciens nopaline synthase (NOS) terminator provides a useful terminator. Bevan, 12 Nucl. Acid Res. 8711 (1984); Rogers et al., in Biotechnol. Plant Sci. at 219 (Acad. Press, Inc., New York, NY, 1985); Sanders et al., 15 Nucl. Acids Res. 1543 (1987). A number of regulatory sequences were used in combination to direct and terminate transcription of various expression cassettes.
Транспорт белка, продуцируемого трансгенами, в субклеточное пространство, например, в хлоропласт, вакуолю, пероксисому, глиоксисому, клеточную стенку или митохондрию, или для секреции в апопласт, может осуществляться посредством функционального присоединения нуклеотидной последовательности, кодирующей сигнальную последовательность, к 5'- или 3'-области гена, кодирующего рассматриваемый белок. Нацеливание последовательностей на 5'- или 3'-конце структурного гена во время синтеза и процессинга белка может определить, где может произойти окончательная компартментализация кодируемого белка.Transport of a protein produced by transgenes into the subcellular space, e.g., into the chloroplast, vacuole, peroxisome, glyoxysome, cell wall, or mitochondrion, or for secretion into the apoplast, can be accomplished by operably attaching a nucleotide sequence encoding a signal sequence to the 5' or 3 '-regions of the gene encoding the protein in question. Targeting sequences at the 5' or 3' end of a structural gene during protein synthesis and processing can determine where the final compartmentalization of the encoded protein can occur.
Присутствие сигнальной последовательности направляет полипептид или к внутриклеточному органоиду, или в субклеточное пространство, или для секреции в апопласте. В данной области известно множество сигнальных последовательностей. См., например, Becker et al., 20 Plant Mol. Biol. 49 (1992); Knox et al., 9 Plant Mol. Biol. 3 (1987); Lerner et al., 91 Plant Physiol. 124 (1989); Fontes et al., 3 Plant Cell 483 (1991); Matsuoka et al., 88 PNAS 834 (1991); Creissen et al., 2 Plant J. 129 (1991); Kalderon et al., 39 Cell 499 (1984); Steifel et al., 2 Plant Cell 785 (1990).The presence of a signal sequence directs the polypeptide either to an intracellular organoid, or to a subcellular space, or for secretion in the apoplast. Many signal sequences are known in the art. See, for example, Becker et al., 20 Plant Mol. Biol. 49 (1992); Knox et al., 9 Plant Mol. Biol. 3 (1987); Lerner et al., 91 Plant Physiol. 124 (1989); Fontes et al., 3 Plant Cell 483 (1991); Matsuoka et al., 88 PNAS 834 (1991); Creissen et al., 2 Plant J. 129 (1991); Kalderon et al., 39 Cell 499 (1984); Steifel et al., 2 Plant Cell 785 (1990).
Векторы экспрессии обычно включают по меньшей мере один генетический маркер, функционально связанный с регуляторным элементом (например, промотором), который позволяет восстанавливать несущие маркер трансформированные клетки или путем отрицательной селекцией, т.е. ингибированием роста клеток, которые не содержат селектируемый маркерный ген, или путем положительной селекции,Expression vectors typically include at least one genetic marker operably linked to a regulatory element (eg, a promoter) that allows for the recovery of marker-bearing transformed cells or by negative selection, i. growth inhibition of cells that do not contain a selectable marker gene, or by positive selection,
- 29 041446- 29 041446
т.е. скринингом продукта, кодируемого генетическим маркером. В методиках трансформации известно множество селектируемых маркерных генов для трансформации растений, и они включают, например, гены, кодирующие ферменты, которые метаболически детоксифицируют селективный химический агент, который может представлять собой антибиотик или гербицид, или гены, кодирующие измененную мишень, которая может быть нечувствительной к ингибитору. В данной области также известен ряд способов положительной селекции.those. screening of the product encoded by the genetic marker. Many selectable marker genes for plant transformation are known in transformation techniques and include, for example, genes encoding enzymes that metabolically detoxify a selective chemical agent, which may be an antibiotic or herbicide, or genes encoding an altered target that may be insensitive to inhibitor. A number of positive selection methods are also known in the art.
Один широко используемый селектируемый маркерный ген, подходящий для трансформации растений, может включать в себя ген неомицин-фосфотрансферазы II (nptII), выделенный из транспозона Tn5, который при помещении под контроль регуляторных сигналов растения придает устойчивость к канамицину. Fraley et al., 80 PNAS 4803 (1983). Другим обычно используемым селектируемым маркерным геном может быть ген гигромицин-фосфотрансферазы, который придает устойчивость к антибиотику гигромицину. Vanden Elzen et al., 5 Plant Mol. Biol., 299 (1985). Дополнительные селектируемые маркерные гены бактериального происхождения, которые придают устойчивость к антибиотикам, включают гентамицин-ацетилтрансферазу, стрептомицин-фосфотрансферазу, аминогликозид-3'-аденил-трансферазу и детерминанту устойчивости к блеомицину. Hayford et al., 86 Plant Physiol. 1216 (1988); Jones et al., 210 Mol. Gen. Genet., 86 (1987); Svab et al., 14 Plant Mol. Biol. 197 (1990); Hille et al., 7 Plant Mol. Biol. 171 (1986). Другие селектируемые маркерные гены придают устойчивость к гербицидам, таким как глифосат, глюфосинат или бромоксинил. Comai et al., 317 Nature 741 (1985); Gordon-Kamm et al., 2 Plant Cell 603 (1990); Stalker et al., 242 Sci. 419 (1988). Селектируемые маркерные гены, подходящие для трансформации растений, не имеющие бактериального происхождения, включают, например, мышиную дигидрофолат-редуктазу, растительную 5-энолпирувилшикимат-3-фосфат-синтазу и растительную ацетолактатсинтазу. Eichholtz et al., 13 Somatic Cell Mol. Genet. 67 (1987); Shah et al., 233 Sci. 478 (1986); Charest et al., 8 Plant Cell Rep. 643 (1990).One widely used selectable marker gene suitable for plant transformation may include the neomycin phosphotransferase II (nptII) gene isolated from the Tn5 transposon, which, when placed under the control of plant regulatory signals, confers resistance to kanamycin. Fraley et al., 80 PNAS 4803 (1983). Another commonly used selectable marker gene may be the hygromycin phosphotransferase gene, which confers resistance to the antibiotic hygromycin. Vanden Elzen et al., 5 Plant Mol. Biol., 299 (1985). Additional selectable marker genes of bacterial origin that confer antibiotic resistance include gentamicin acetyltransferase, streptomycin phosphotransferase, aminoglycoside 3'-adenyl transferase, and the bleomycin resistance determinant. Hayford et al., 86 Plant Physiol. 1216 (1988); Jones et al., 210 Mol. Gen. Genet., 86 (1987); Svab et al., 14 Plant Mol. Biol. 197 (1990); Hille et al., 7 Plant Mol. Biol. 171 (1986). Other selectable marker genes confer resistance to herbicides such as glyphosate, glufosinate, or bromoxynil. Comai et al., 317 Nature 741 (1985); Gordon-Kamm et al., 2 Plant Cell 603 (1990); Stalker et al., 242 Sci. 419 (1988). Selectable marker genes suitable for plant transformation that are not of bacterial origin include, for example, mouse dihydrofolate reductase, plant 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase, and plant acetolactate synthase. Eichholtz et al., 13 Somatic Cell Mol. Genet. 67 (1987); Shah et al., 233 Sci. 478 (1986); Charest et al., 8 Plant Cell Rep. 643 (1990).
Для другого класса маркерных генов, подходящих для трансформации растений, необходим скрининг предположительно трансформированных растительных клеток, а не прямая генетическая селекция трансформированных клеток на устойчивость к токсическому веществу, например к антибиотику. Эти гены особенно полезны для количественного определения или визуализации пространственной характеристики экспрессии гена в конкретных тканях, и часто их называют репортерными генами, поскольку для изучения генной экспрессии их можно сливать с геном или регуляторной последовательностью гена. Обычно используемые гены для скрининга трансформированных клеток включают α-глюкуронидазу (GUS), α-галактозидазу, люциферазу и хлорамфеникол-ацетилтрансферазу. Jefferson, 5 Plant Mol. Biol. 387 (1987); Teeri et al., 8 EMBO J. 343 (1989); Koncz et al., 84 PNAS 131 (1987); DeBlock et al., 3 EMBO J. 1681 (1984). Некоторые способы визуализации активности GUS in vivo не требуют разрушения растительной ткани. Molecular Probes, Publication 2908, IMAGENE GREEN, 1-4 (1993); Naleway et al., 115 J. Cell Biol. 151a (1991). Вместе с тем эти способы in vivo для визуализации активности GUS не доказали свою полезность для восстановления трансформированных клеток из-за низкой чувствительности, высоких исходных уровней флуоресценции и ограничений, связанных с использованием генов люциферазы в качестве селектируемых маркеров. Зеленый флуоресцентный белок (GFP) может быть использован в качестве маркера генной экспрессии в прокариотических и эукариотических клетках. Chalfie et al., 263 Sci. 802 (1994). В качестве возможных для скрининга маркеров можно использовать флуоресцентные белки (GFP) и мутации GFP.Another class of marker genes suitable for plant transformation requires screening of putatively transformed plant cells rather than direct genetic selection of transformed cells for resistance to a toxic substance, such as an antibiotic. These genes are particularly useful for quantifying or visualizing the spatial pattern of gene expression in specific tissues, and are often referred to as reporter genes because they can be fused to a gene or gene regulatory sequence to study gene expression. Commonly used genes for screening transformed cells include α-glucuronidase (GUS), α-galactosidase, luciferase, and chloramphenicol acetyltransferase. Jefferson, 5 Plant Mol. Biol. 387 (1987); Teeri et al., 8 EMBO J. 343 (1989); Koncz et al., 84 PNAS 131 (1987); DeBlock et al., 3 EMBO J. 1681 (1984). Some methods for visualizing GUS activity in vivo do not require destruction of plant tissue. Molecular Probes, Publication 2908, IMAGENE GREEN, 1-4 (1993); Naleway et al., 115 J. Cell Biol. 151a (1991). However, these in vivo methods for visualizing GUS activity have not proven useful for recovering transformed cells due to low sensitivity, high initial fluorescence levels, and limitations associated with the use of luciferase genes as selectable markers. Green fluorescent protein (GFP) can be used as a marker of gene expression in prokaryotic and eukaryotic cells. Chalfie et al., 263 Sci. 802 (1994). Fluorescent proteins (GFP) and GFP mutations can be used as possible markers for screening.
NS-B50027-4 и потомство NS-B50027-4 может быть, кроме того, трансформировано для придания устойчивости к болезням или вредителям. Например, линия растений может быть трансформирована клонированным геном устойчивости, чтобы создать растения, которые являются устойчивыми к определенным патогенным штаммам. См., например, Jones et al., 266 Sci. 789 (1994) (клонирование гена томата Cf-9 для устойчивости к Cladosporium flavum); Martin, et al., 262 Sci. 1432 (1993) (ген Pto томата для устойчивости к Pseudomonas syringae pv. tomato, кодирующий протеинкиназу); Mindrinos et al., 78 Cell 1089 (1994) (ген Arabidopsis RSP2 для устойчивости к P. syringae); Geiser et al. 48 Gene 109 (1986) (ген δэндотоксина Bacillus thuringiensis); Van Damme et al., 24 Plant Mol. Biol. 25 (1994) (ген лектина, связывающий маннозу из Clivia miniata); Sumitani et al., 57 Biosci. Biotech. Biochem. 1243 (1993) (ингибитор амилазы); Abe et al., 262 J. Biol. Chem. 16793 (1987) (ингибитор протеиназы цистеина риса); Huub et al., 21 Plant Mol. Biol. 985 (1993) (ингибитор I протеиназы табака); Regan, 269 J. Biol. Chem. 9 (1994) (рецептор диуретического гормона насекомого); Pratt et al., 163 Biochem. Biophys. Res. Comm. 1243 (1989) (аллостатин); Tomalski et al., патент США 5266317 (гены, кодирующие специфичные для насекомого паралитические нейротоксины); Scott et al., WO 1993/02197 (ген каллазы); Kramer et al., 23 Insect Biochem. Mol. Biol. 691 (1993) (хитиназа табачного бражника); Kawalleck et al., 21 Plant Mol. Biol. 673 (1993) (ген полиубиквитина ubi4-2 петрушки); WO 1995/16776 (производные пептида тахиплесина, которые ингибируют грибковые патогены растений); WO 199518855 (синтетические антибактериальные пептиды); Jaynes et al., 89 Plant Sci. 43 (1993) (секропин-в-литический аналог пептида для придания трансгенным растениям табака устойчивости к Pseudomonas solanacearum); Botella et al., 24 Plant Mol. Biol., 24:757 (1994) (кальмодулин бобов мунг); Griess, et al., 104 Plant Physiol. 1467 (1994) (кальмодулин кукурузы);NS-B50027-4 and the progeny of NS-B50027-4 can also be transformed to confer disease or pest resistance. For example, a plant line can be transformed with a cloned resistance gene to create plants that are resistant to certain pathogenic strains. See, for example, Jones et al., 266 Sci. 789 (1994) (cloning of the tomato Cf-9 gene for resistance to Cladosporium flavum); Martin, et al., 262 Sci. 1432 (1993) (tomato Pto gene for resistance to Pseudomonas syringae pv. tomato encoding protein kinase); Mindrinos et al., 78 Cell 1089 (1994) (Arabidopsis RSP2 gene for P. syringae resistance); Geiser et al. 48 Gene 109 (1986) (Bacillus thuringiensis δendotoxin gene); Van Damme et al., 24 Plant Mol. Biol. 25 (1994) (lectin gene binding mannose from Clivia miniata); Sumitani et al., 57 Biosci. Biotech. Biochem. 1243 (1993) (amylase inhibitor); Abe et al., 262 J. Biol. Chem. 16793 (1987) (rice cysteine proteinase inhibitor); Huub et al., 21 Plant Mol. Biol. 985 (1993) (tobacco proteinase I inhibitor); Regan, 269 J. Biol. Chem. 9 (1994) (insect diuretic hormone receptor); Pratt et al., 163 Biochem. Biophys. Res. Comm. 1243 (1989) (allostatin); Tomalski et al., US Pat. No. 5,266,317 (genes encoding insect-specific paralytic neurotoxins); Scott et al., WO 1993/02197 (callase gene); Kramer et al., 23 Insect Biochem. Mol. Biol. 691 (1993) (tobacco hawk chitinase); Kawalleck et al., 21 Plant Mol. Biol. 673 (1993) (parsley ubi4-2 polyubiquitin gene); WO 1995/16776 (tachyplesin peptide derivatives which inhibit fungal plant pathogens); WO 199518855 (synthetic antibacterial peptides); Jaynes et al., 89 Plant Sci. 43 (1993) (secropin-v-lytic peptide analogue for conferring resistance to Pseudomonas solanacearum in transgenic tobacco plants); Botella et al., 24 Plant Mol. Biol., 24:757 (1994) (mung bean calmodulin); Griess, et al., 104 Plant Physiol. 1467 (1994) (maize calmodulin);
- 30 041446- 30 041446
Taylor, et al., Тезис № 497, Седьмой Международный симпозиум по молекулярным взаимодействиям растение - микроорганизм (Эдинбург, Шотландия) (1994) (ферментативная инактивация в трансгенном табаке путем продукции фрагментов одноцепочечных антител); Tavladorakiet al., 366 Nature 469 (1993) (устойчивость к вирусам посредством трансгенного антитела); Lamb et al., 10 Bio technol. 1436 (1992) (грибковые эндо-α-1,4-D-полигалактуроназные фрагменты способствуют грибковой колонизации и высвобождению растительного питательного вещества путем солюбилизации гомо-α-1,4-D-галактуроназы стенки растительной клетки); Toubart et al., 2 Plant J. 367 (1992) (белок, ингибирующий эндополигалактуроназу бобов); Logemann et al., 10 Bio/technology 305 (1992) (трансгенные растения, которые экспрессируют ген, инактивирующий рибосому ячменя, имеют повышенную устойчивость к грибковым болезням).Taylor, et al., Abstract No. 497, Seventh International Symposium on Molecular Plant-Microorganism Interactions (Edinburgh, Scotland) (1994) (enzymatic inactivation in transgenic tobacco by production of single chain antibody fragments); Tavladorakiet al., 366 Nature 469 (1993) (virus resistance by transgenic antibody); Lamb et al., 10 Biotechnol. 1436 (1992) (fungal endo-α-1,4-D-polygalacturonase fragments promote fungal colonization and plant nutrient release by solubilization of plant cell wall homo-α-1,4-D-galacturonase); Toubart et al., 2 Plant J. 367 (1992) (bean endopolygalacturonase inhibitory protein); Logemann et al., 10 Bio/technology 305 (1992) (transgenic plants that express a gene that inactivates the barley ribosome have increased resistance to fungal diseases).
Как уже отмечалось, устойчивость к гербицидам является еще одним полезным признаком, который может быть введен путем генетической модификации. Например, устойчивость к гербицидам, которые ингибируют точку роста или меристему, таким как имидазолинон или сульфонилмочевина, может быть придана мутантными ферментами ALS и AHAS. См., например, Lee et al., 7 EMBO J. 1241 (1988); Miki et al., 80 Theor. Appl. Genet. 449 (1990); устойчивость к глифосату придается мутантными генами 5энолпирулшикимат-3-фосфатсинтазы (EPSPS) и генами aroA; устойчивость к глюфосинату придается генами фосфинотрицин-ацетилтрансферазы; и гены, кодирующие ингибитор ACCase, придают устойчивость к пиридинокси или фенокси-пропионовым кислотам и циклогексонам. См., например, патент США 4940835 (EPSPS придает устойчивость к глифосату); мутантный ген aroA, номер доступа АТСС® 39256, см. Comai, патент США 4769061; см. также Umaballava-Mobapathie, 8 Transgen. Res. 33 (1999) (салат латук Lactuca sativa, устойчивый к глюфосинату); Kumada et al., EP 0 333 033; Goodman et al., патент США 4975374 (гены глутаминсинтетазы придают устойчивость к гербицидам, таким как L-фосфинотрицин); Leemans et al., EP 0242246 (фосфинотрицин-ацетилтрансфераза); DeGreef et al., 7 Bio/technol. 61 (1989) (химерные гены bar, кодирующие фосфинотрицинацетилтрансферазную активность); Marshall et al., 83 Theor. Appl. Genet. 435 (1992) (гены Accl-S1, Accl-S2 и Accl-S3 придают устойчивость к феноксипропионовым кислотам и циклогексонам, таким как сетоксидим и галоксифоп); Przibilla et al., 3 Plant Cell 169 (1991) (гены PsbA и gs+ придают устойчивость к триазину); Stalker, патент США 4810648 (гены нитрилазы придают устойчивость к бензонитрилу); Hayes et al., 285 Biochem. J. 173 (1992) (глутатион-Sтрансфераза); Hattori et al., 246 Mol. Gen. Genet. 419 (1995) (синтаза ацетогидроксикислоты придает устойчивость к множеству гербицидов); Shiota et al., 106 Plant Physiol. 17 (1994) (NADPH-цитохром P450оксидоредуктаза дрожжей); Aono et al., 36 Plant Cell Physiol. 1687 (1995) (глутатионредуктаза и супероксиддисмутаза); Datta et al., 20 Plant Mol. Biol. 619 (1992) (различные фосфотрансферазы); WO 01/12825; патенты США 6288306; 6282837; 5767373 (растения с измененной активностью протокса, устойчивые к гербицидам, нацеленным на протоке).As noted, herbicide resistance is another useful trait that can be introduced through genetic modification. For example, resistance to herbicides that inhibit the growth point or meristem, such as imidazolinone or sulfonylurea, can be conferred by mutant ALS and AHAS enzymes. See, for example, Lee et al., 7 EMBO J. 1241 (1988); Miki et al., 80 Theor. Appl. Genet. 449 (1990); glyphosate resistance is conferred by mutant 5enolpyrullshikimate-3-phosphate synthase (EPSPS) genes and aroA genes; resistance to glufosinate is conferred by phosphinothricin acetyltransferase genes; and genes encoding an ACCase inhibitor confer resistance to pyridineoxy or phenoxypropionic acids and cyclohexones. See, for example, US Pat. No. 4,940,835 (EPSPS confers glyphosate resistance); mutant aroA gene, accession number ATCC® 39256, see Comai, US patent 4769061; see also Umaballava-Mobapathie, 8 Transgen. Res. 33 (1999) (glufosinate resistant lettuce Lactuca sativa); Kumada et al., EP 0 333 033; Goodman et al., US Pat. No. 4,975,374 (glutamine synthetase genes confer resistance to herbicides such as L-phosphinothricin); Leemans et al., EP 0242246 (phosphinothricin acetyltransferase); DeGreef et al., 7 Bio/technol. 61 (1989) (chimeric bar genes encoding phosphinothricin acetyltransferase activity); Marshall et al., 83 Theor. Appl. Genet. 435 (1992) (genes Accl-S1, Accl-S2 and Accl-S3 confer resistance to phenoxypropionic acids and cyclohexones such as sethoxydim and haloxyfop); Przibilla et al., 3 Plant Cell 169 (1991) (the PsbA and gs + genes confer triazine resistance); Stalker, US Pat. No. 4,810,648 (nitrilase genes confer resistance to benzonitrile); Hayes et al., 285 Biochem. J. 173 (1992) (glutathione S transferase); Hattori et al., 246 Mol. Gen. Genet. 419 (1995) (acetohydroxy acid synthase confers resistance to a variety of herbicides); Shiota et al., 106 Plant Physiol. 17 (1994) (NADPH-cytochrome P450 yeast oxidoreductase); Aono et al., 36 Plant Cell Physiol. 1687 (1995) (glutathione reductase and superoxide dismutase); Datta et al., 20 Plant Mol. Biol. 619 (1992) (various phosphotransferases); WO 01/12825; US patents 6288306; 6282837; 5,767,373 (protox-altered plants resistant to duct-targeting herbicides).
NS-B50027-4 и потомство, происходящее из NS-B50027-4, может быть дополнительно модифицировано для придания любого количества признаков с добавленной ценностью, известных в данной области. См., например, Goto, et al., 521 Acta Horticul. 101 (2000) (ген ферритина сои); Curtis et al., 18 Plant Cell Rep. 889 (1999) (нитратредуктаза); Knultzon et al., 89 PNAS 2625 (1992) (стеарил-АСР-десатураза); Shiroza et al., 170 J. Bacteriol. 810 (1988) (нуклеотидная последовательность мутантного гена фруктозилтрансферазы Streptococcus); Steinmetz et al., 20 Mol. Gen. Genet. 220 (1985) (ген левансукразы Bacillus subtilis); Pen et al., 10 Bio/technol. 292 (1992) (трансгенные растения экспрессируют α-амилазу Bacillus lichenifonnis); Elliot et al., 21 Plant Mol. Biol. 515 (1993) (гены инвертазы томата); S0gaard et al., 268 J. Biol. Chem. 22480 (1993) (сайт-направленный мутагенез гена α-амилазы ячменя); Fisher et al., 102 Plant Physiol. 1045 (1993) (крахмалветвящий фермент II эндоспермы кукурузы).NS-B50027-4 and progeny derived from NS-B50027-4 can be further modified to confer any number of value-added traits known in the art. See, for example, Goto, et al., 521 Acta Horticul. 101 (2000) (soy ferritin gene); Curtis et al., 18 Plant Cell Rep. 889 (1999) (nitrate reductase); Knultzon et al., 89 PNAS 2625 (1992) (stearyl ACP desaturase); Shiroza et al., 170 J. Bacteriol. 810 (1988) (nucleotide sequence of the mutant Streptococcus fructosyltransferase gene); Steinmetz et al., 20 Mol. Gen. Genet. 220 (1985) (levansucrase gene of Bacillus subtilis); Pen et al., 10 Bio/technol. 292 (1992) (transgenic plants express Bacillus lichenifonnis α-amylase); Elliot et al., 21 Plant Mol. Biol. 515 (1993) (tomato invertase genes); Sogaard et al., 268 J. Biol. Chem. 22480 (1993) (site-directed mutagenesis of the barley α-amylase gene); Fisher et al., 102 Plant Physiol. 1045 (1993) (maize endosperm starch branching enzyme II).
Линия канолы NS-B50027-4 также может быть подвергнута манипуляциям для обеспечения мужской стерильности с помощью любого из ряда способов, известных в данной области, включая использование механических способов, химических способов, самонесовместимости (SI), цитоплазматической мужской стерильности (CMS, Ogura или другая система) или ядерной мужской стерильности (NMS). Выражение подвергнута манипуляциям для обеспечения мужской стерильности относится к использованию любых доступных методов для получения мужской стерильной версии линии NS-B50027-4 канолы. Мужская стерильность может быть частичной или полной мужской стерильностью. См., например, WO 2001/29237 (введение гена деацетилазы под контролем тапетум-специфического промотора и с применением химической N-Ac-PPT); WO 199213956, WO 199213957 (промоторы, специфичные для тычинки); Paul et al., 19 Plant Mol. Biol. 611 (1992) (введение генов барназы и барстара); см. также патенты США № 5859341; 6297426; 5478369; 5824524; 5850014; 6265640; Hanson et. al., 16 Plant Cell S154 (2004).Canola line NS-B50027-4 can also be manipulated to be male sterile using any of a number of methods known in the art, including using mechanical methods, chemical methods, self-incompatibility (SI), cytoplasmic male sterility (CMS, Ogura or other system) or nuclear male sterility (NMS). The expression manipulated to ensure male sterility refers to the use of any available methods to obtain a male sterile version of the NS-B50027-4 canola line. Male sterility can be partial or complete male sterility. See, for example, WO 2001/29237 (introduction of a deacetylase gene under the control of a tapetum-specific promoter and using the chemical N-Ac-PPT); WO 199213956, WO 199213957 (stamen-specific promoters); Paul et al., 19 Plant Mol. Biol. 611 (1992) (introduction of barnase and barstar genes); see also US Pat. Nos. 5,859,341; 6297426; 5478369; 5824524; 5850014; 6265640; Hanson et. al., 16 Plant Cell S154 (2004).
Разработаны многочисленные способы трансформации растений, включая биологические и физические протоколы трансформации растений. См., например, WO 2013185184; Miki et al., in Meths. Plant Molec. Biol. Biotechnol. at 67-88 (Glick & Thompson, Eds., CRC Press, Inc., Boca Raton, FL, 1993). Кроме того, доступны экспрессионные векторы и способы культивирования in vitro для трансформации растительных клеток или тканей и регенерации растений. См., например, WO 2013185184; Gruber et al., Meths. Plant Molec. Biol. Biotechnol. at 89-119 (Glick & Thompson, Eds., CRC Press, Inc., Boca Raton, FL, 1993). В одном из способов введения экспрессионного вектора в растения используется естественная системаNumerous methods for plant transformation have been developed, including biological and physical protocols for plant transformation. See, for example, WO 2013185184; Miki et al., in Meths. Plant Molec. Biol. Biotechnol. at 67-88 (Glick & Thompson, Eds., CRC Press, Inc., Boca Raton, FL, 1993). In addition, expression vectors and in vitro culture methods are available for plant cell or tissue transformation and plant regeneration. See, for example, WO 2013185184; Gruber et al., Meths. Plant Molec. Biol. Biotechnol. at 89-119 (Glick & Thompson, Eds., CRC Press, Inc., Boca Raton, FL, 1993). One method for introducing an expression vector into plants uses the natural system
- 31 041446 трансформации Agrobacterium, см. Horsch et al., 227 Sci. 1229 (1985); Curtis et al., 45 J. Exper. Botany 1441 (1994); Torres et al., 34 Plant Cell Tissue Organ Culture 279 (1993); Dinant et al., 3 Molec. Breeding 75 (1997); Kado, 10 Crit. Rev. Plant Sci. 1 (1991) (плазмиды Ti и Ri A. tumefaciens и A. rhizogenes соответственно, несут гены, ответственные за генетическую трансформацию растений); Gruber et al.; Miki et al.; Moloney et al., 8 Plant Cell Rep. 238 (1989) (векторные системы для Agrobacterium и способы Agrobacteriumопосредованного переноса генов); патент США № 5591616.- 31 041446 Agrobacterium transformation, see Horsch et al., 227 Sci. 1229 (1985); Curtis et al., 45 J. Exper. Botany 1441 (1994); Torres et al., 34 Plant Cell Tissue Organ Culture 279 (1993); Dinant et al., 3 Molec. Breeding 75 (1997); Kado, 10 Crit. Rev. Plant Sci. 1 (1991) (A. tumefaciens and A. rhizogenes Ti and Ri plasmids, respectively, carry genes responsible for plant genetic transformation); Gruber et al.; Miki et al.; Moloney et al., 8 Plant Cell Rep. 238 (1989) (Agrobacterium vector systems and Agrobacterium mediated gene transfer methods); US patent No. 5591616.
В качестве альтернативы трансформации, опосредованной Agrobacterium, было разработано несколько способов трансформации растения, которые совместно называются прямым переносом генов. Широко применяемым способом трансформации растений является трансформация, опосредованная микрочастицами, при которой ДНК переносится на поверхность микрочастиц размером от 1 до 4 мкм. Вектор экспрессии вводится в ткани растений при помощи биолистического устройства, которое разгоняет микрочастицы до скорости 300-600 м/с, достаточной для проникновения через стенки и мембраны растительных клеток. Russell et al., 12 Plant Cell Rep. 165 (1993); Aragao et al., 20 Plant Mol. Biol. 357 (1992); Aragao et al., 12 Plant Cell Rep. 483 (1993); Aragao, 93 Theor. Appl. Genet. 142 (1996); Kim & Minamikawa, 117 Plant Sci. 131 (1996); Sanford et al., 5 Part. Sci. Technol. 27 (1987); Sanford, 6 Trends Biotech. 299 (1988); Klein et al., 6 Bio/technol. 559 (1988); Sanford, 7 Physiol. Plant, 206 (1990); Klein et al., 10 Bio/technol. 268 (1992).As an alternative to Agrobacterium-mediated transformation, several plant transformation methods have been developed, collectively referred to as direct gene transfer. A widely used method for plant transformation is microparticle-mediated transformation, in which DNA is transferred to the surface of microparticles ranging in size from 1 to 4 μm. The expression vector is introduced into plant tissues using a biolistic device that accelerates microparticles to a speed of 300-600 m/s, sufficient to penetrate the walls and membranes of plant cells. Russell et al., 12 Plant Cell Rep. 165 (1993); Aragao et al., 20 Plant Mol. Biol. 357 (1992); Aragao et al., 12 Plant Cell Rep. 483 (1993); Aragao, 93 Theor. Appl. Genet. 142 (1996); Kim & Minamikawa, 117 Plant Sci. 131 (1996); Sanford et al., 5 Part. sci. Technol. 27 (1987); Sanford, 6 Trends Biotech. 299 (1988); Klein et al., 6 Bio/technol. 559 (1988); Sanford, 7 Physiol. Plant, 206 (1990); Klein et al., 10 Bio/technol. 268 (1992).
Способы физической доставки ДНК в растения также известны в данной области. См., например, Zhang et al., 9 Bio/technol. 996 (1991) (обработка ультразвуком); Deshayes et al., 4 EMBO J. 2731 (1985) (липосомы); Christou et al., 84 PNAS 3962 (1987) (сферопласт NHW11915); Hain et al., 199 Mol. Gen. Genet. 161 (1985) (Осаждение CaCl2); Draper et al., 23 Plant Cell Physiol. 451 (1982) (поливиниловый спирт или полиА-орнитин); Saker et al., 40 Biologia Plantarum, 507 (1997/98) (электропорация протопластов). Дополнительные способы включают, но без ограничения, экспрессионные векторы, вводимые в растительные ткани посредством использования прямого способа переноса генов, такого как опосредованная микрочастицами доставка с помощью биолистического устройства, инъекция ДНК, электропорация и т.п. После трансформации экспрессия описанных выше селектируемых маркерных генов может обеспечить возможность предпочтительного отбора трансформированных клеток, тканей или растений с использованием способов регенерации и отбора, хорошо известных в данной области. См., например, WO 2013185184.Methods for physically delivering DNA to plants are also known in the art. See, for example, Zhang et al., 9 Bio/technol. 996 (1991) (sonication); Deshayes et al., 4 EMBO J. 2731 (1985) (liposomes); Christou et al., 84 PNAS 3962 (1987) (spheroplast NHW11915); Hain et al., 199 Mol. Gen. Genet. 161 (1985) (Precipitation of CaCl 2 ); Draper et al., 23 Plant Cell Physiol. 451 (1982) (polyvinyl alcohol or polyA-ornithine); Saker et al., 40 Biology Plantarum, 507 (1997/98) (protoplast electroporation). Additional methods include, but are not limited to, expression vectors introduced into plant tissues using a direct gene transfer method such as microparticle-mediated delivery with a biolistic device, DNA injection, electroporation, and the like. Following transformation, expression of the selectable marker genes described above may allow for the preferential selection of transformed cells, tissues, or plants using regeneration and selection methods well known in the art. See, for example, WO 2013185184.
Вышеупомянутые способы трансформации обычно применяют для получения трансгенной линии. Затем трансгенная линия может быть скрещена с другой (нетрансгенной, мутированной или трансформированной) линией для того, чтобы получить новую трансгенную линию канолы. Альтернативно, генетический признак, встроенный в конкретный гибрид растения Brassica, такого как В. napus или В. juncea, с использованием хорошо известных способов трансформации, может быть перенесен в другую линию с использованием стандартных методов скрещивания, возвратного скрещивания и самоопыления, которые также хорошо известны в области разведения растений. Например, подход на основе возвратного скрещивания может быть использован для переноса встроенного признака из общедоступной неэлитной инбредной линии в элитную инбредную линию, или из инбредной линии, содержащей чужеродный ген в своем геноме, в инбредную линию или линии, которые не содержат этот ген. Используемый в настоящем документе термин скрещивание может относиться к простому скрещиванию X с Y или процессу возвратного скрещивания, в зависимости от контекста.The above methods of transformation are usually used to obtain a transgenic line. The transgenic line can then be crossed with another (non-transgenic, mutated or transformed) line to produce a new transgenic canola line. Alternatively, a genetic trait inserted into a particular hybrid of a Brassica plant such as B. napus or B. juncea using well known transformation techniques can be transferred to another line using standard crossbreeding, backcrossing and selfing techniques which are also well known. in the field of plant breeding. For example, a backcrossing approach can be used to transfer an inserted trait from a public non-elite inbred line to an elite inbred line, or from an inbred line that contains a foreign gene in its genome to an inbred line or lines that do not contain that gene. As used herein, the term crossing may refer to a simple crossing of X with Y, or a backcrossing process, depending on the context.
Когда термин растение NS-B50027-4 употребляется в контексте настоящих вариантов осуществления, это также включает любые конверсии гена этой линии. Термин растение с конвертированным геном относится к тем растениям NS-B50027-4, которые получены методами возвратного скрещивания, генной инженерии или мутации, при этом по существу все желаемые морфологические и физиологические характеристики сорта получены в дополнение к одному или нескольким генам, перенесенным в линию, происходящую из NS-B50027-4, посредством метода возвратного скрещивания, генной инженерии или мутации. Методы возвратного скрещивания могут быть использованы в настоящем изобретении для улучшения или введения характеристики в сорт растения. Используемый в настоящем документе термин возвратное скрещивание относится к многократному возвратному скрещиванию гибридного потомства с рекуррентным родителем, т.е. возвратное скрещивание 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или более раз с рекуррентным родителем. Родительское растение, которое вносит в ген(ы) желаемую характеристику, называется нерекуррентным или родителем-донором. Эта терминология относится к тому факту, что нерекуррентный родитель употребляется один раз в протоколе возвратного скрещивания и поэтому не повторяется. Родительское растение Brassica или канолы, в которое переносится ген или гены из нерекуррентного родителя, известно как рекуррентный родитель, поскольку оно используется для нескольких циклов в протоколе возвратного скрещивания. Poehlman & Sleper, 1994; Fehr, 1993. В типичном протоколе возвратного скрещивания исходный интересующий сорт (рекуррентный родитель) скрещивается со вторым сортом (нерекуррентным родителем), который несет единственный интересующий ген для переноса. Полученное потомство от этого скрещивания затем снова скрещивается с рекуррентным родителем, и процесс повторяется, пока не будет получено растение канолы или Brassica, в котором по существу все желаемые морфологические и физиологические характеристики рекуррентного родителя получают в конвертированном растении в дополнение к перенесенному(ым) гену(ам) из нерекуррентного родителя. СоWhen the term plant NS-B50027-4 is used in the context of the present embodiments, this also includes any gene conversions of this line. The term gene-converted plant refers to those NS-B50027-4 plants produced by backcrossing, genetic engineering, or mutation, wherein substantially all of the desired morphological and physiological characteristics of the cultivar are obtained in addition to one or more genes transferred to the line, derived from NS-B50027-4 by backcrossing, genetic engineering or mutation. Backcrossing techniques can be used in the present invention to improve or introduce a characteristic into a plant variety. As used herein, the term backcrossing refers to the repeated backcrossing of a hybrid progeny with a recurrent parent, i. backcrossing 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or more times with a recurrent parent. A parent plant that contributes a desired characteristic to a gene(s) is called a non-recurrent or donor parent. This terminology refers to the fact that the non-recurrent parent occurs once in a backcross protocol and therefore is not repeated. A Brassica or canola parent that carries a gene or genes from a non-recurrent parent is known as a recurrent parent because it is used for multiple cycles in the backcross protocol. Poehlman & Sleper, 1994; Fehr, 1993. In a typical backcrossing protocol, the original variety of interest (the recurrent parent) is crossed with a second variety (the non-recurrent parent) that carries the single transfer gene of interest. The resulting progeny from this cross is then crossed again with the recurrent parent and the process is repeated until a canola or brassica plant is obtained in which substantially all of the desired morphological and physiological characteristics of the recurrent parent are obtained in the converted plant in addition to the transferred gene(s). am) from a non-recurrent parent. So
- 32 041446 ответственно один или два локуса из NS-B50027-4 могут быть перенесены в другую линию канолы или Brassica.- 32 041446 Responsibly one or two loci from NS-B50027-4 can be transferred to another canola or Brassica line.
Выбор подходящего рекуррентного родителя является важным шагом для успешной процедуры возвратного скрещивания. Целью протокола возвратного скрещивания является изменение или замена признака или характеристики в исходной линии. Для выполнения этого ген рекуррентного родителя модифицируется или заменяется желаемым геном из нереккурентного родителя, при этом оставляя по существу весь остальной желаемый генетический и потому желаемый физиологический и морфологический состав исходной родительской линии. Выбор конкретного нерекуррентного родителя будет зависеть от цели возвратного скрещивания. Одной из главных целей интрогрессии является добавление некоторого коммерчески желаемого, агрономически важного признака растения. Точный протокол возвратного скрещивания будет зависеть от характеристики или признака, изменяемого для определения подходящего тестирующего протокола. Хотя методы обратного скрещивания упрощаются, когда переносимая характеристика представляет собой доминантную аллель, рецессивная аллель также может быть перенесена. В этом случае может потребоваться введение теста потомства для того, чтобы определить, была ли желаемая характеристика успешно перенесена.Choosing a suitable recurrent parent is an important step for a successful backcross procedure. The goal of a backcross protocol is to change or replace a trait or characteristic in the original line. To accomplish this, the gene of the recurrent parent is modified or replaced with the desired gene from the non-recurrent parent, while leaving essentially all the rest of the desired genetic and therefore desirable physiological and morphological composition of the original parental line. The choice of a specific non-recurrent parent will depend on the purpose of the backcross. One of the main goals of introgression is to add some commercially desirable, agronomically important plant trait. The exact backcrossing protocol will depend on the characteristic or trait being modified to determine the appropriate testing protocol. Although backcrossing methods are simplified when the trait to be transferred is a dominant allele, a recessive allele can also be transferred. In this case, it may be necessary to introduce a progeny test to determine if the desired trait has been successfully transferred.
Могут быть идентифицированы генетические признаки, которые обычно не выбираются при разработке новой линии, но которые могут быть улучшены с помощью методов возвратного скрещивания. Такие признаки могут быть или не быть трансгенными. Примеры этих признаков включают, но без ограничения, мужскую стерильность, модифицированный метаболизм углеводов, устойчивость к гербицидам, устойчивость к бактериальным, грибковым или вирусным заболеваниям, устойчивость к насекомым, повышение качества питательности, промышленную применимость, стабильность урожая и повышенную урожайность. Эти гены обычно наследуются через ядро. См., например, патенты США 5969212; 7164059.Genetic traits can be identified that are not normally chosen when developing a new line, but which can be improved by backcrossing techniques. Such traits may or may not be transgenic. Examples of these traits include, but are not limited to, male sterility, modified carbohydrate metabolism, herbicide resistance, resistance to bacterial, fungal, or viral diseases, insect resistance, nutritional enhancement, industrial applicability, yield stability, and increased yield. These genes are usually inherited through the nucleus. See, for example, US Pat. Nos. 5,969,212; 7164059.
Дальнейшее воспроизводство инбредной линии NS-B50027-4 может происходить тканевой культурой и регенерацией. Термин тканевая культура обозначает смесь, включающую изолированные клетки одного и того же или разного вида, или скопление таких клеток, организованных в части растения. Типичными видами тканевых культур являются протопласты, каллус, растительные куски и клетки растения, которые могут генерировать цельную тканевую культуру в растениях или частях растений, такую как листья, пыльца, эмбрионы, корни, кончики корней, пыльники, пестики, цветки, семена, черешки, пасынки и т.п. Средства подготовки и поддержания растительной тканевой культуры хорошо известны в данной области. Тканевая культура различных тканей канолы и регенерация из нее растений хорошо известны. См., например, Teng et al., 27 HortSci. 1030 (1992); Teng et al., 28 HortSci. 669 (1993); Zhang et al., 46 J. Genet. Breeding 287 (1992); Webb et al., 38 Plant Cell Tissue Organ Cult. 77 (1994); Curtis et al., 45 J. Exp. Bot. 1441 (1994); Nagata et al., 125 J. Am. Soc'y Hort. Sci. 669 (2000); Ibrahim, et al., 28 Plant Cell Tissue Organ Cult. 139 (1992); патенты США 5959185; 5973234; 5977445; 8816111. Тканевая культура, а также культура микроспор может быть успешно получена для регенерации растений канолы. См. Chuong et al. 4 Plant Cell Rep. 4 (1985); Barsby et al., 5 Plant Cell Rep. 101 (1986); Kartha et al., 31 Physiol. Plant 217 (1974); Narasimhulu et al., 7 Plant Cell Rep. 104 (1988); Swanson, 6 Meth. Molec. Biol. 159 (1990); Cell Culture Tech. & Canola Improvement, 66 J. Am. Oil Chem. Soc. 455 (1989). Из литературы ясно, что уровень техники таков, что эти способы получения растений обычно используются с высокой степенью успеха. Таким образом, в другом аспекте настоящих вариантов осуществления предлагаются клетки, которые после выращивания и дифференциации воспроизводят растения канолы, обладающие физиологическими и морфологическими характеристиками инбредной трансгенной линии NS-B50027-4.Further reproduction of the inbred line NS-B50027-4 can occur by tissue culture and regeneration. The term tissue culture refers to a mixture of isolated cells of the same or different species, or an aggregation of such cells, organized into parts of a plant. Typical types of tissue cultures are protoplasts, callus, plant pieces and plant cells, which can generate whole tissue culture in plants or plant parts such as leaves, pollen, embryos, roots, root tips, anthers, pistils, flowers, seeds, petioles, stepchildren, etc. Means for preparing and maintaining plant tissue culture are well known in the art. Tissue culture of various canola tissues and regeneration of plants from it is well known. See, for example, Teng et al., 27 HortSci. 1030 (1992); Teng et al., 28 HortSci. 669 (1993); Zhang et al., 46 J. Genet. Breeding 287 (1992); Webb et al., 38 Plant Cell Tissue Organ Cult. 77 (1994); Curtis et al., 45 J. Exp. Bot. 1441 (1994); Nagata et al., 125 J. Am. Soc'y Hort. sci. 669 (2000); Ibrahim, et al., 28 Plant Cell Tissue Organ Cult. 139 (1992); U.S. Patents 5,959,185; 5973234; 5977445; 8816111. Tissue culture as well as microspore culture can be successfully obtained for the regeneration of canola plants. See Chuong et al. 4 Plant Cell Rep. 4 (1985); Barsby et al., 5 Plant Cell Rep. 101 (1986); Kartha et al., 31 Physiol. Plant 217 (1974); Narasimhulu et al., 7 Plant Cell Rep. 104 (1988); Swanson, 6 Meth. Molec. Biol. 159 (1990); Cell Culture Tech. & Canola Improvement, 66 J. Am. oil chem. soc. 455 (1989). From the literature it is clear that the state of the art is such that these methods of obtaining plants are usually used with a high degree of success. Thus, in another aspect of the present embodiments, cells are provided that, after cultivation and differentiation, reproduce canola plants having the physiological and morphological characteristics of the inbred transgenic line NS-B50027-4.
Как правило, когда трансген вводят в растение посредством традиционного скрещивания, его сайт вставки в растительный геном и его фланкирующие области не изменяются. Область вставки относится к области, соответствующей области по меньшей мере 40 пар оснований, такой как по меньшей мере 100 пар оснований или до более чем 10000 пар оснований, окруженной расположенными выше (положение апстрим) и ниже (положение даунстрим) фланкирующими областями трансгена в геноме (нетрансформированного) растения и включающей сайт инсерции (и возможную делецию сайта-мишени). Принимая во внимание незначительные различия из-за мутаций внутри видов, область вставки будет сохранять по меньшей мере 85%, например 90, 95 или 100%, идентичность последовательности с последовательностью, содержащей расположенные выше (положение апстрим) и ниже (положение даунстрим) фланкирующие области чужеродной ДНК в заданном растении этих видов. Однако вставка трансгенной кассеты в геном растения иногда может быть связана с делецией растительной ДНК, называемой как делеция сайта-мишени. Тем не менее дополнительные трансгены или другие генетические манипуляции могут быть сделаны в NS-B50027-4 без проведения излишних экспериментов; и растения, происходящие из NS-850027-4, могут быть идентифицированы, как описано в настоящем документе.Typically, when a transgene is introduced into a plant by conventional breeding, its insertion site in the plant genome and its flanking regions are not altered. An insertion region refers to a region corresponding to a region of at least 40 bp, such as at least 100 bp or up to more than 10,000 bp, surrounded by upstream (upstream position) and downstream (downstream position) flanking regions of a transgene in the genome ( untransformed) plant and including the site of insertion (and possible deletion of the target site). Considering minor differences due to mutations within species, the insertion region will retain at least 85%, e.g. 90, 95 or 100%, sequence identity with the sequence containing the upstream (upstream position) and downstream (downstream position) flanking regions. foreign DNA in a given plant of these species. However, the insertion of a transgenic cassette into the plant genome can sometimes be associated with a deletion of plant DNA, referred to as a target site deletion. However, additional transgenes or other genetic manipulations can be made in NS-B50027-4 without undue experimentation; and plants derived from NS-850027-4 can be identified as described herein.
Исходный материал NS-B50027-4 может быть использован для получения линий для получения гибридных семян, например, если его подвергают возвратному скрещиванию с источником цитоплазматической мужской стерильности или каким-либо другим источником для стерилизации инбредной линии как женской. Альтернативно, линия может быть использована напрямую. Например, линия В. napus NSB50027-4 может быть скрещена с другим растением канолой для формирования популяции растений F1The starting material NS-B50027-4 can be used to produce hybrid seed lines, for example if it is backcrossed with a source of cytoplasmic male sterility or some other source to sterilize the inbred line as female. Alternatively, the line may be used directly. For example, B. napus line NSB50027-4 can be crossed with another canola plant to form a population of F1 plants.
- 33 041446 первого поколения. Популяция растений F1 первого поколения, полученная этим способом, также является вариантом осуществления. Эта популяция растений F1 первого поколения содержит по существу полный набор аллелей линии канолы NS-B50027-4.- 33 041446 first generation. The first generation F1 plant population obtained by this method is also an embodiment. This first generation F1 plant population contains a substantially complete set of alleles of the NS-B50027-4 canola lineage.
Обычно считается, что гибрид F1 имеет все аллели каждого родителя. Специалист в данной области может использовать книги по разведению или молекулярные способы для идентификации конкретного растения F1, полученного с использованием линии канолы NS-B50027-4, и любое такое индивидуальное растение также охвачено данным изобретением. Эти варианты осуществления также охватывают применение этих способов с использованием трансгенной линии NS-B50027-4 или конверсий одиночного гена линии NS-B50027-4.The F1 hybrid is generally considered to have all the alleles of each parent. One of skill in the art can use breeding books or molecular methods to identify a particular F1 plant produced using the NS-B50027-4 canola line, and any such individual plant is also within the scope of this invention. These embodiments also cover the use of these methods using the NS-B50027-4 transgenic line or single gene conversions of the NS-B50027-4 line.
В другом варианте осуществления предлагается способ использования линии канолы NS-B50027-4 в возвратном скрещивании с рекуррентным родителем любое количество раз. Используя трансгенные способы, описанные в настоящем документе, способы возвратного скрещивания или другие способы разведения, известные специалисту в данной области, можно разработать индивидуальные растения и популяции растений, которые удерживают по меньшей мере 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99 или 99,5% генетического профиля линии канолы NS-B50027-4. Процент генетического профиля, удерживаемый у потомства, может быть измерен с помощью анализа родословной или посредством использования генетических методов, таких как молекулярные маркеры или электрофорез. В анализе родословной в среднем 50% исходной зародышевой плазмы будет передаваться линии потомства после одного скрещивания с другой линией, 25% после еще одного скрещивания с другой линией и т.д. Молекулярные маркеры также могут быть использованы для подтверждения и/или определения родословной линии потомства.In another embodiment, a method is provided for using the NS-B50027-4 canola line in a backcross with a recurrent parent any number of times. Using the transgenic methods described herein, backcrossing methods, or other breeding methods known to those skilled in the art, individual plants and plant populations can be developed that retain at least 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99 or 99.5% genetic profile of the canola line NS-B50027-4. The percentage of the genetic profile retained in the offspring can be measured by pedigree analysis or by using genetic methods such as molecular markers or electrophoresis. In pedigree analysis, on average 50% of the original germplasm will be passed on to the progeny line after one crossing with another line, 25% after another crossing with another line, and so on. Molecular markers can also be used to confirm and/or determine the lineage of offspring.
Конкретный способ получения линии, происходящей из линии канолы NS-B50027-4, состоит в следующем. Специалист в данной области скрещивал линию канолы NS-B5OO27-4 с другим растением канолы, таким как элитная/изогенная линия. Семя F1, полученное в результате этого скрещивания, выращивали с получением однородной популяции. Семя F1 содержало 50% аллелей из линии канолы NS-B50027-4 и 50% аллелей другого растения. Семя F1 выращивали и подвергали самоопылению, тем самым получая семя F2. В среднем семя F2 получало 50% своих аллелей из линии NS-B50027-4 и 50% из другого растения канолы, но разные индивидуальные растения из популяции имели гораздо больший процент своих аллелей, происходящих из события NS-B50027-4. Wang et al., 40 Crop Sci. 659 (2000); Bernardo et al., 102 Theor. Appl. Genet. 986 (2001). Используемый в данном контексте термин популяция относится к статистически репрезентативной выборке. Семя F2 выращивали, и отбор растений проводили на основе визуального наблюдения или измерения признаков. Признак, используемый для отбора, может представлять собой признак высокой продукции DHA в семенах линии канолы NS-B5OO27-4. Потомство, происходящее из события NS-B50027-4, демонстрирующее желательный признак, происходящий из NS-B50027-4, отбирали и каждое растение собирали отдельно. Это семя F3 от каждого растения выращивали отдельными рядами и подвергали самоопылению. Затем отобранные ряды или растения из рядов собирали и обмолачивали по отдельности. Отбор снова основывался на визуальном наблюдении фенотипа растений или измерении желательных признаков растений, таких как желательный признак, происходящий из NS-B50027-4. Процесс выращивания и отбора повторяли любое количество раз, пока не было получено инбредное растение канолы, происходящее из NS-B50027-4.The specific method for obtaining a line derived from the canola line NS-B50027-4 is as follows. One of skill in the art crossed the NS-B5OO27-4 canola line with another canola plant such as the elite/isogenic line. The F1 seed resulting from this cross was grown to obtain a homogeneous population. The F1 seed contained 50% alleles from the canola line NS-B50027-4 and 50% alleles from another plant. The F1 seed was grown and subjected to self-pollination, thereby obtaining the F2 seed. On average, an F2 seed received 50% of its alleles from the NS-B50027-4 line and 50% from another canola plant, but different individual plants in the population had a much higher percentage of their alleles derived from the NS-B50027-4 event. Wang et al., 40 Crop Sci. 659 (2000); Bernardo et al., 102 Theor. Appl. Genet. 986 (2001). As used in this context, the term population refers to a statistically representative sample. F2 seed was grown and plant selection was made based on visual observation or trait measurement. The trait used for selection may be a trait of high DHA production in canola seed line NS-B5OO27-4. Progeny derived from event NS-B50027-4 showing the desired trait derived from NS-B50027-4 were selected and each plant was harvested separately. This F3 seed from each plant was grown in separate rows and self-pollinated. Then the selected rows or plants from the rows were collected and threshed individually. Selection was again based on visual observation of plant phenotype or measurement of desirable plant traits, such as the desirable trait derived from NS-B50027-4. The growing and selection process was repeated any number of times until an inbred canola plant derived from NS-B50027-4 was obtained.
Растение канола, происходящее из NS-B50027-4, содержит желательные признаки, происходящие из линии канолы NS-B50027-4, некоторые из которых могут не экспрессироваться другим растением канолы, с которым скрещивали линию канолы NS-B5OO27-4, и некоторые из которых могут экспрессироваться обеими линиями канолы, но теперь находятся на уровне, равном или больше, чем уровень, экспрессируемый в NS-850027-4.The canola plant derived from NS-B50027-4 contains desirable traits derived from the NS-B50027-4 canola line, some of which may not be expressed by the other canola plant to which the NS-B5OO27-4 canola line was crossed, and some of which can be expressed by both canola lines, but are now at levels equal to or greater than those expressed in NS-850027-4.
Растения канолы, происходящие из NS-B50027-4, имеют в среднем 50% своих генов, происходящих из NS-B50027-4, но различные отдельные растения из популяции имеют гораздо больший процент своих аллелей, происходящих из NS-B50027-4. Процесс разведения, скрещивания, самоопыления и отбора повторяют для получения другой популяции растений канолы, происходящих из NS-B50027-4, при этом в среднем 25% своих генов происходит из линии канолы NS-B50027-4, но различные индивидуальные растения из популяции имеют гораздо больший процент своих аллелей, происходящих из NS-B50027-4. Другим вариантом осуществления изобретения является инбредное растение канолы, происходящее из NS-B50027-4, которое получило желательный признак высокого содержания DHA, происходящий из NS-B50027-4.Canola plants derived from NS-B50027-4 have an average of 50% of their genes derived from NS-B50027-4, but various individual plants in the population have a much higher percentage of their alleles derived from NS-B50027-4. The process of breeding, crossing, selfing and selection is repeated to produce another population of canola plants derived from NS-B50027-4, with an average of 25% of their genes coming from the canola line NS-B50027-4, but different individual plants from the population have much a larger percentage of their alleles originating from NS-B50027-4. Another embodiment of the invention is an inbred canola plant derived from NS-B50027-4 that has acquired the desirable high DHA trait derived from NS-B50027-4.
Предыдущий пример можно модифицировать множеством способов, например, отбор может происходить или может не происходить в каждом подвергнутом самоопылению поколении, отбор может происходить до или после фактического процесса самоопыления, или индивидуальный отбор может быть осуществлен путем сбора отдельных стручков, растений, рядов или участков в любой момент во время описанного процесса разведения. Кроме того, способы разведения удвоенных гаплоидов могут быть использованы на любой стадии процесса. Популяция растений, полученных в каждом и любом поколении самоопыления, также является вариантом осуществления настоящих вариантов осуществления, и каждая такая популяция будет состоять из растений, содержащих приблизительно 50% своих генов изThe previous example can be modified in a variety of ways, for example, selection may or may not occur in each selfed generation, selection may occur before or after the actual selfing process, or individual selection may be made by collecting individual pods, plants, rows, or plots in any moment during the breeding process described. In addition, haploid double breeding methods can be used at any stage of the process. The population of plants produced in each and any generation of self-pollination is also an embodiment of the present embodiments, and each such population will consist of plants containing approximately 50% of their genes from
- 34 041446 линии канолы NS-B50027-4, 25% своих генов из линии канолы NS-B50027-4 во втором цикле скрещивания, самоопыления и отбора, 12,5% своих генов из линии канолы NS-B50027-4 в третьем цикле скрещивания, самоопыления и отбора и т.д.- 34 041446 canola lines NS-B50027-4, 25% of their genes from the canola line NS-B50027-4 in the second cycle of crossing, selfing and selection, 12.5% of their genes from the canola line NS-B50027-4 in the third cycle of crossing , self-pollination and selection, etc.
Другой вариант осуществления представляет собой способ получения гомозиготного растения канолы, происходящего из NS-B50027-4, путем скрещивания линии канолы NS-B50027-4 с другим растением канолой и применения способов двойных гаплоидов к семени F1 или растению F1 или к любому поколению линии канолы NS-B5OO27-4, полученному путем самоопыления этого скрещивания. Выведение чистых линий обычно используют для улучшения самоопыляющихся культур или инбредных линий перекрестноопыляющихся культур. Два родителя, которые обладают благоприятными, взаимодополняющими признаками, скрещивают, получая F1. Популяцию F2 получают самоопылением одной или нескольких популяций F1 или путем скрещивания двух популяций F1 (скрещивание между сибсами). Отбор лучших индивидуумов обычно начинают 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 или гибридных комбинаций, включающих индивидуумов из этих семейств, можно начинать с поколения F4. На поздней стадии инбридинга (а именно F6 и F7) лучшие линии или смеси фенотипически похожих линий тестируют на возможное применение в качестве новых культиваров.Another embodiment is a method of producing a homozygous canola plant derived from NS-B50027-4 by crossing the NS-B50027-4 canola line with another canola plant and applying dual haploid methods to an F1 seed or F1 plant or to any generation of the NS canola line -B5OO27-4 obtained by self-pollination of this cross. Breeding pure lines is usually used to improve self-pollinating crops or inbred lines of cross-pollinating crops. Two parents that have favorable, complementary traits are crossed to produce F1. An F2 population is produced by self-pollination of one or more F1 populations or by crossing two F1 populations (cross between sibs). The selection of the best individuals usually starts on the F2 population. Then, starting with F3, the best individuals in the best families are selected. To improve the efficiency of selection for traits with low inheritance, retesting of families or hybrid combinations including individuals from these families can begin with the F4 generation. At the late stage of inbreeding (namely F6 and F7), the best lines or mixtures of phenotypically similar lines are tested for possible use as new cultivars.
Кроме того, настоящие варианты осуществления относятся к способам получения растений канолы, происходящих из NS-B50027-4, путем скрещивания линии канолы NS-850027-4 с растением канолы и выращивания семени потомства, и повторения стадий скрещивания и выращивания с растением канолы, происходящим из NS-B50027-4, от 1 до 2 раз, от 1 до 3 раз, от 1 до 4 раз или от 1 до 5 раз, и самоопыления любое количество раз после первого, второго, третьего, четвертого или пятого скрещивания. Массовый и рекуррентный отбор можно использовать для улучшения популяций либо само-, либо перекрестно-опыляющихся 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 превосходной комбинационной способности. Проводят перекрестное скрещивание отобранных растений для получения новой популяции, с которой продолжают дополнительные циклы отбора. Этот процесс можно использовать для объединения NS-B50027-4 с другими трансгенными линиями LC-PUFA, эффективно увеличивая число копий в гомозиготной линии для увеличения продукции LC-PUFA в семени. Этот метод выгоден для введения трансгенов в сильные линии, которые не поддаются трансформации, или когда известно, что трансгенные локусы расположены в хромосомах, отличных от хромосом NS-B50027-4, например, трансгенный локус в А06 может быть объединен с локусами А02 и А05 NS-B50027-4. Гомозиготная линия в результате такого скрещивания включает шесть копий трансгенных вставок. Если сайленсинг генов не подавляет экспрессию до неуправляемого эффекта, продукция LC-PUFA может быть существенно увеличена. Действительно гомозиготная экспериментальная линия F4, содержащая шесть трансгенных локусов (Full SinglexNS-B50027-4), продуцировала около 25% DHA (мас.% от общего содержания жирных кислот в семени).In addition, the present embodiments relate to methods for obtaining canola plants derived from NS-B50027-4 by crossing the NS-850027-4 canola line with a canola plant and growing the progeny seed, and repeating the steps of crossing and growing with a canola plant derived from NS-B50027-4, 1 to 2 times, 1 to 3 times, 1 to 4 times, or 1 to 5 times, and selfing any number of times after the first, second, third, fourth, or fifth cross. Massive and recurrent selection can be used to improve populations of either self- or cross-pollinated crops. A genetically variable population of heterozygous individuals is either identified or created by crossbreeding several different parents. The best plants are selected on the basis of individual excellence, outstanding offspring, or superior combinative ability. The selected plants are cross-crossed to obtain a new population, from which additional selection cycles are continued. This process can be used to combine NS-B50027-4 with other LC-PUFA transgenic lines, effectively increasing the copy number in the homozygous line to increase seed LC-PUFA production. This method is advantageous for introducing transgenes into strong lines that are not amenable to transformation, or when the transgenic loci are known to be located on chromosomes other than those of NS-B50027-4, for example, the transgenic locus at A06 can be combined with the A02 and A05 NS loci -B50027-4. The homozygous line as a result of such a crossing includes six copies of the transgenic inserts. If gene silencing does not suppress expression to an uncontrolled effect, LC-PUFA production can be substantially increased. A truly homozygous F4 experimental line containing six transgenic loci (Full SinglexNS-B50027-4) produced about 25% DHA (wt.% of the total fatty acids in the seed).
Разведение на основе возвратного скрещивания используют для переноса генов для просто и высоконаследуемого признака в желаемый гомозиготный культивар или линию, которая является рекуррентным родителем. Источник признака, который необходимо перенести, называется родителем-донором. Ожидается, что полученное растение будет иметь характеристики рекуррентного родителя (например, культивара) и желаемый признак, перенесенный из родителя-донора. После первоначального скрещивания отбирают индивидуумов, обладающих фенотипом родителя-донора, и повторно скрещивают (возвратное скрещивание) с рекуррентным родителем. Ожидается, что полученное растение будет иметь характеристики рекуррентного родителя (например, культивара) и желаемый признак, перенесенный из родителя-донора.Backcross breeding is used to transfer genes for a simple and highly inherited trait into the desired homozygous cultivar or line that is the recurrent parent. The source of the trait to be transferred is called the donor parent. The resulting plant is expected to have the characteristics of the recurrent parent (eg cultivar) and the desired trait carried over from the donor parent. After the initial crossing, individuals with the phenotype of the donor parent are selected and re-crossed (backcrossed) with the recurrent parent. The resulting plant is expected to have the characteristics of the recurrent parent (eg cultivar) and the desired trait carried over from the donor parent.
Метод поколения одного семени в строгом смысле относится к высеванию расщепляющейся популяции, сбору образцов по одному семени на растение и использованию 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.The single seed generation method in the strict sense refers to planting a splitting population, collecting samples of one seed per plant, and using that sample to plant the next generation. As the population progresses from F2 to the desired level of inbreeding, each of the plants from which the lines are derived can be traced back to different F2 individuals. The number of plants in a population decreases with each generation due to the inability of some seeds to germinate or some plants to produce at least one seed. As a result, not all F2 plants originally present in the population will be progeny at the completion of the generation improvement process.
В следующем варианте осуществления предлагается конверсия одиночного гена NS-B50027-4. Конверсия гена происходит, если последовательности ДНК вводят с помощью традиционных (без трансформации) способов разведения, таких как возвратное скрещивание. Последовательности ДНК, или встречающиеся в природе или трансгены, можно вводить с использованием этих традиционных способов разведения. Требуемые признаки, переносимые с помощью этого способа, включают в себя, но без ограничения, модификацию фертильности, модификацию профиля жирных кислот, другие улучшения питательных свойств, улучшения промышленного применения, устойчивость к болезням, устойчивость к наIn the following embodiment, a single gene conversion of NS-B50027-4 is provided. Gene conversion occurs when DNA sequences are introduced using traditional (non-transformation) breeding methods such as backcrossing. DNA sequences, either naturally occurring or transgenes, can be introduced using these traditional breeding methods. Desired traits tolerated by this method include, but are not limited to, fertility modification, fatty acid profile modification, other nutritional enhancements, industrial application enhancements, disease resistance,
- 35 041446 секомым, устойчивость к гербицидам и улучшения урожайности. Интересующий признак переносят от родителя-донора к рекуррентному родителю в этом случае описанному здесь растению канолы. Моногенные признаки могут получаться в результате переноса или доминантной аллели или рецессивной аллели. Отбор потомства, обладающего интересующим признаком, осуществляют непосредственной селекцией по признаку, связанному с доминантным аллелем. Для селекции потомства по признаку, который переносят посредством рецессивного аллеля, требуется выращивание и самоскрещивание (самоопыление) первого возвратного скрещивания для определения того, какие растения несут рецессивные аллели. Для рецессивных признаков может потребоваться дополнительное тестирование потомства в поколениях из последующего возвратного скрещивания для определения наличия интересующего гена. Наряду с селекцией по интересующему признаку потомство отбирают по фенотипу рекуррентного родителя. Следует понимать, что иногда дополнительные полинуклеотидные последовательности или гены переносятся вместе с интересующим признаком, возникшим из конверсии одиночного гена. Потомство, содержащее по меньшей мере 90, 95, 96, 97, 98, 99 или 99,5% генов от рекуррентного родителя, описанного здесь растения канолы, плюс содержащее признак, возникший из конверсии одиночного гена, рассматривают как конверсию одиночного гена NS-B50027-4. Когда признак контролируется двумя генами (например, устойчивость к некоторым болезням), отбор осуществляется для двух генов и т.д. Конкретный аспект варианта осуществления, описанного в настоящем документе, предусматривает использование четырех-генного сегреганта (четырех-генного локуса, встроенного в хромосому А02) NS-B50027-4 для увеличения продукции LC-PUFA в другом трансгенном растении.- 35 041446 insects, herbicide resistance and yield improvement. The trait of interest is transferred from the donor parent to the recurrent parent in this case the canola plant described here. Monogenic traits can result from the transfer of either a dominant allele or a recessive allele. The selection of offspring with the trait of interest is carried out by direct selection for the trait associated with the dominant allele. Selecting offspring for a trait that is carried by the recessive allele requires growing and self-crossing (self-pollinating) the first backcross to determine which plants carry the recessive alleles. For recessive traits, additional testing of the offspring in generations from subsequent backcrosses may be required to determine the presence of the gene of interest. Along with selection for the trait of interest, offspring are selected based on the phenotype of the recurrent parent. It should be understood that sometimes additional polynucleotide sequences or genes are transferred along with a feature of interest resulting from single gene conversion. Progeny containing at least 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, or 99.5% of the genes from the recurrent parent of the canola plant described here, plus containing the trait resulting from single gene conversion, is considered single gene conversion NS-B50027 -4. When a trait is controlled by two genes (for example, resistance to certain diseases), selection is made for two genes, and so on. A specific aspect of the embodiment described herein involves the use of the four gene segregant (four gene locus inserted on chromosome A02) NS-B50027-4 to increase LC-PUFA production in another transgenic plant.
Мутационное разведение является еще одним способом введения новых признаков в сорта канолы. Мутации, которые возникают спонтанно или вызваны искусственно, могут быть полезными источниками изменчивости для селекционера. Целью искусственного мутагенеза является увеличение частоты мутаций для желаемой характеристики. Частота мутаций может быть увеличена различными способами, включая воздействие температуры, длительного хранения семян, условий культивирования тканей, излучения (например, рентгеновского излучения, гамма-излучения, нейтронов, бета-излучения или ультрафиолетового излучения), химических мутагенов (таких как аналоги оснований, подобные 5-бромурацилу), антибиотиков, алкилирующих агентов (таких как сернистые иприты, азотистые иприты, эпоксиды, этиленамины, сульфаты, сульфонаты, сульфоны или лактоны), азида, гидроксиламина, азотистой кислоты или акридинов. Как только желаемый признак наблюдается посредством мутагенеза, этот признак затем может быть включен в существующую зародышевую плазму с помощью традиционных методов разведения. См., например, Fehr, Principles Cultivar Devel. (Macmillan Pub'l Co., 1993). Например, мутация может быть использована для увеличения продукции DPA в NS-B50027-4 путем нарушения экспрессии трансгена А4-десатуразы.Mutation breeding is another way to introduce new traits into canola varieties. Mutations that occur spontaneously or are artificially induced can be useful sources of variability for the breeder. The goal of artificial mutagenesis is to increase the frequency of mutations for a desired characteristic. Mutation rates can be increased in a variety of ways, including exposure to temperature, long-term seed storage, tissue culture conditions, radiation (e.g., x-rays, gamma rays, neutrons, beta rays, or ultraviolet rays), chemical mutagens (such as base analogs like 5-bromouracil), antibiotics, alkylating agents (such as sulfur mustards, nitrogen mustards, epoxides, ethyleneamines, sulfates, sulfonates, sulfones or lactones), azide, hydroxylamine, nitrous acid or acridines. Once a desired trait is observed through mutagenesis, that trait can then be incorporated into existing germplasm using conventional breeding methods. See, for example, Fehr, Principles Cultivar Devel. (Macmillan Pub'l Co., 1993). For example, a mutation can be used to increase DPA production in NS-B50027-4 by disrupting the expression of the A4 desaturase transgene.
Следует понимать, что линия канолы согласно настоящим вариантам осуществления, посредством рутинной манипуляции с цитоплазматическими генами, ядерными генами или другими факторами, может быть получена в форме мужской стерильности, как описано в ссылках, обсуждаемых ранее. Такие варианты осуществления также находятся в пределах объема настоящей формулы изобретения. Настоящие варианты осуществления, таким образом, обеспечивают гибридные семена F1 и растения, полученные с использованием линии канолы NS-B50027-4. Соответственно в другом варианте осуществления предлагается способ получения DHA-содержащего семени канолы путем интрогрессии признака DHA NS-B50027-4 в элитную линию Brassica, которая является линией с мужской стерильностью; интрогрессию признака DHA NS-B5OO27-4 во вторую элитную линию Bmssica, которая является фертильной; скрещивание двух линий с получением гибридного потомства; культивирование семени гибридного потомства; сбор зерна, произведенного культивированным гибридным потомством. Дополнительная стадия экстракции масла из потомства гибридного семени обеспечивает DHA-содержащее масло канолы.It should be understood that the canola line according to the present embodiments, through routine manipulation of cytoplasmic genes, nuclear genes or other factors, can be obtained in the form of male sterility, as described in the references discussed earlier. Such embodiments are also within the scope of the present claims. The present embodiments thus provide F1 hybrid seeds and plants produced using the NS-B50027-4 canola line. Accordingly, in another embodiment, a method is provided for obtaining DHA-containing canola seed by introgression of the DHA trait NS-B50027-4 into an elite Brassica line, which is a male sterile line; introgression of the DHA NS-B5OO27-4 trait into the second elite line Bmssica, which is fertile; crossing two lines to obtain hybrid offspring; seed cultivation of hybrid offspring; collection of grain produced by cultivated hybrid offspring. An additional oil extraction step from the hybrid seed progeny provides a DHA-containing canola oil.
Существует много лабораторных методов, доступных для анализа, сравнения и характеристики генотипа растений; к ним относятся изоферментный электрофорез, полиморфизмы длины рестрикционных фрагментов (RFLP), случайно амплифицируемая полиморфная ДНК (RAPD), произвольно праймированная полимеразная цепная реакция (AP-PCR), ДНК-амплификационный фингерпринтинг (DAF), амплифицированная область, охарактеризованная нуклеотидной последовательностью (SCAR), полиморфизм длин амплифицированных фрагментов (AFLP), простые повторяющиеся последовательности (SSR) (также называемые микросателлитами) и однонуклеотидный полиморфизм (SNP). В приведенном в настоящем документе примере 3 представлены анализы KASP для анализа растения NS-B50027-4 и потомства, полученного из него. Праймеры, выбранные из тех, которые представлены в SEQ ID NO: 1-90, также могут быть адаптированы к другим методикам, основанным на последовательностях.There are many laboratory methods available to analyze, compare and characterize plant genotypes; these include isoenzyme electrophoresis, restriction fragment length polymorphisms (RFLP), randomly amplified polymorphic DNA (RAPD), randomly primed polymerase chain reaction (AP-PCR), DNA amplification fingerprinting (DAF), amplified region characterized by nucleotide sequence (SCAR) , amplified fragment length polymorphism (AFLP), simple repeat sequences (SSR) (also called microsatellites), and single nucleotide polymorphism (SNP). Example 3 provided herein provides KASP assays for the analysis of NS-B50027-4 plant and progeny derived therefrom. Primers selected from those shown in SEQ ID NOs: 1-90 can also be adapted to other sequence based techniques.
Изоферментный электрофорез и RFLP широко применяются для определения генетического состава. См. Shoemaker & Olsen, in Genetic Maps: Locus Maps of Complex Genomes, at 6.131 (O'Brien, ed., Cold Spring Harbor Lab. Press, Cold Spring Harbor, N.Y. (1993) (карта молекулярно-генетической связи состояла из 25 групп сцепления с ~365 RFLP, 11 RAPD, 3 классическими маркерами и 4 локусами изофермента); см. также Shoemaker, in DNA-Based Markers in Plants, 299 (Phillips &Vasil, Eds., Kluwer Acad. Press, Dordrecht, Netherlands, 1994).Isoenzyme electrophoresis and RFLP are widely used to determine the genetic composition. See Shoemaker & Olsen, in Genetic Maps: Locus Maps of Complex Genomes, at 6.131 (O'Brien, ed., Cold Spring Harbor Lab. Press, Cold Spring Harbor, N.Y. (1993) linkage groups with ~365 RFLPs, 11 RAPDs, 3 classical markers and 4 isozyme loci), see also Shoemaker, in DNA-Based Markers in Plants, 299 (Phillips & Vasil, Eds., Kluwer Acad. Press, Dordrecht, Netherlands, 1994 ).
В настоящее время технология SSR является эффективной и используемой на практике маркернойAt present, the SSR technology is an effective marker used in practice.
- 36 041446 технологией; больше маркерных локусов можно применять в повседневной практике и больше аллелей на маркерный локус может быть обнаружено с использованием SSR по сравнению с RFLP. See, e.g., Diwan & Cregan, 95 Theor. Appl. Genet. 22 (1997). SNP могут быть также использованы для идентификации уникальной генетической композиции согласно изобретению и видов потомства, сохраняющих эту уникальную генетическую композицию. Различные методы, использующие молекулярные маркеры, можно применять в комбинации для улучшения общего разрешения. Молекулярные маркеры, включающие маркеры, идентифицированные посредством использования таких способов, как электрофорез изоферментов, полиморфизм длин рестрикционных фрагментов (RFLP), случайным образом амплифицируемые полиморфные ДНК (RAPD), полимеразная цепная реакция с произвольными праймерами (AP-PCR), фингерпринтинг амплифицированной ДНК (DAF), амплифицированные области с охарактеризованной последовательностью (SCAR), полиморфизмы длин амплифицированных фрагментов (AFLP), простые повторяющиеся последовательности (SSR) и полиморфизмы одиночных нуклеотидов (SNP), можно использовать в способах разведения растений. Одно из применений молекулярных маркеров состоит в картировании локусов количественных признаков (QTL). Картирование QTL представляет собой применение маркеров, которые, как известно, тесно связаны с аллелями, которые обладают измеримыми эффектами на количественный признак. Селекция в процедуре разведения основана на накоплении маркеров, связанных с аллелями, обладающими положительным эффектом, или элиминации маркеров, связанных с аллелями, обладающими отрицательным эффектом, из генома растения.- 36 041446 technology; more marker loci can be applied in daily practice and more alleles per marker locus can be detected using SSR compared to RFLP. See, e.g., Diwan & Cregan, 95 Theor. Appl. Genet. 22 (1997). SNPs can also be used to identify the unique genetic composition of the invention and the progeny species that retain that unique genetic composition. Various methods using molecular markers can be used in combination to improve overall resolution. Molecular markers, including markers identified using methods such as isozyme electrophoresis, restriction fragment length polymorphism (RFLP), randomly amplified polymorphic DNA (RAPD), random primer polymerase chain reaction (AP-PCR), amplified DNA fingerprinting (DAF) ), amplified sequence characterized regions (SCARs), amplified fragment length polymorphisms (AFLPs), simple repeat sequences (SSRs), and single nucleotide polymorphisms (SNPs) can be used in plant breeding methods. One application of molecular markers is to map quantitative trait loci (QTLs). QTL mapping is the use of markers that are known to be closely related to alleles that have measurable effects on a quantitative trait. Selection in the breeding procedure is based on the accumulation of markers associated with alleles with a positive effect, or the elimination of markers associated with alleles with a negative effect, from the plant genome.
Молекулярные маркеры можно также использовать в ходе процедуры разведения для отбора качественных признаков. Например, маркеры, тесно связанные с аллелями, или маркеры, содержащие последовательности в пределах фактических интересующих аллелей, можно использовать для отбора растений, которые содержат интересующие аллели, в ходе программы разведения с помощью возвратного скрещивания. Маркеры можно также использовать для отбора генома рекуррентного родителя и против маркеров родителя-донора. С использованием этого способа можно минимизировать количество генома родителя-донора, которое остается в отбираемых растениях. Его также можно использовать для уменьшения количества возвратных скрещиваний с рекуррентным родителем, необходимых для программы возвратного скрещивания. Использование молекулярных маркеров в процедуре отбора часто называют селекцией, усиленной генетическими маркерами, или маркера-вспомогательной селекцией. Молекулярные маркеры можно также использовать для идентификации и исключения определенных источников зародышевой плазмы родительских сортов или предков растения путем обеспечения средств отслеживания генетических профилей посредством скрещивания.Molecular markers can also be used during the breeding procedure to select for qualitative traits. For example, markers closely associated with alleles, or markers containing sequences within the actual alleles of interest, can be used to select plants that contain alleles of interest during a backcross breeding program. The markers can also be used to select for the genome of the recurrent parent and against the markers of the donor parent. Using this method, the amount of the donor parent's genome that remains in the selected plants can be minimized. It can also be used to reduce the number of backcrosses to a recurrent parent required for a backcross program. The use of molecular markers in a selection procedure is often referred to as genetic marker-enhanced selection or marker-assisted selection. Molecular markers can also be used to identify and exclude specific germplasm sources from parental or ancestral varieties of a plant by providing a means of tracking genetic profiles through crossbreeding.
Таким образом, из уровня техники очевидно, что эти способы получения растений являются общепринятыми в том смысле, что их применение вошло в повседневную практику и они имеют высокий показатель успеха. Полезность линии канолы NS-B50027-4 также распространяется на скрещивания с другими видами. Обычно подходящие виды относятся к семейству Brassicacea. Соответственно любые и все способы, использующие в разведении элитное событие канолы NS-B50027-4, охвачены настоящими вариантами осуществления, включая самоопыление, чистое разведение, возвратные скрещивания, получение гибрида и скрещивания с популяциями. Все растения и популяции растений, полученные с использованием элитного события линии канолы NS-B50027-4 в качестве родителя, входят в объем этих вариантов осуществления, включая разработанные из сортов, происходящих из линии канолы NSB50027-4. Специалисты в данной области могут использовать уникальные профили молекулярных маркеров или селекционные записи для идентификации линий потомства или популяций потомства, происходящих из линии канолы NS-B50027-4. Конкретный аспект настоящих вариантов осуществления обеспечивает неожиданное преимущество в продукции LC-PUFA в трансгенных растениях, в которые был введен локус А02, сегрегированный из NS-B50027-4, с помощью традиционных методов разведения.Thus, it is clear from the prior art that these methods of obtaining plants are generally accepted in the sense that their use has become part of everyday practice and they have a high success rate. The usefulness of the NS-B50027-4 canola line also extends to crosses with other species. Usually suitable species belong to the family Brassicacea. Accordingly, any and all methods utilizing canola elite event NS-B50027-4 in breeding are embraced by the present embodiments, including self-pollination, pure breeding, backcrossing, hybridization, and backcrossing with populations. All plants and plant populations produced using the NS-B50027-4 canola line elite event as parent are within the scope of these embodiments, including those developed from cultivars derived from the NSB50027-4 canola line. Those skilled in the art can use unique molecular marker profiles or breeding records to identify progeny lines or progeny populations derived from the NS-B50027-4 canola line. A particular aspect of the present embodiments provides an unexpected advantage in the production of LC-PUFA in transgenic plants that have been introduced with the A02 locus segregated from NS-B50027-4 using conventional breeding methods.
ПримерыExamples
Пример 1. Характеристика и отбор линии NS-B50027-4 в экспериментальных полевых испытаниях.Example 1 Characterization and selection of the NS-B50027-4 line in experimental field trials.
Трудной задачей в разведении растений является идентификация индивидуальных растений, превосходящих генетически, так как для большинства признаков истинная ценность генотипа может быть замаскирована другими искажающими признаками растения или факторами окружающей среды. Одним способом идентификации превосходящего растения является визуальная оценка его характеристик по сравнению с другими экспериментальными растениями и одним или несколькими широко выращиваемыми стандартными культиварами. Если одна визуальная оценка не позволяет сделать окончательный вывод, повторные визуальные оценки обеспечат лучшую оценку генетической ценности.A difficult task in plant breeding is the identification of individual plants that are genetically superior, since for most traits the true value of a genotype can be masked by other confounding plant traits or environmental factors. One way to identify a superior plant is by visual evaluation of its characteristics in comparison to other experimental plants and one or more commonly grown standard cultivars. If a single visual assessment does not lead to a definitive conclusion, repeated visual assessments will provide a better estimate of genetic value.
Растения, первоначально идентифицированные как В0050-027-18, отбирали на основе метода поколения одного семени путем сбора образца одного семени на растение и использования образца одного семени для посадки следующего поколения. Как правило, количество растений в популяции уменьшается с каждым поколением из-за того, что некоторые семена не прорастают или некоторые растения не производят хотя бы одного семени. В результате не все первоначально отобранные растения в популяции представлены потомством, когда улучшение потомства завершено. Более того, оригинальные трансгенные события усугубляют сложность наследования, так что прогнозы часто являются неточными в отношении генотипа или фенотипа потомства. Таким образом, экспериментальные растения подвергали саPlants originally identified as B0050-027-18 were selected based on the single seed generation method by collecting a single seed sample per plant and using the single seed sample to plant the next generation. As a rule, the number of plants in a population decreases with each generation due to the fact that some seeds do not germinate or some plants do not produce at least one seed. As a result, not all of the originally selected plants in the population are progeny when the progeny improvement is complete. Moreover, original transgenic events exacerbate the complexity of inheritance so that predictions are often inaccurate about the genotype or phenotype of the offspring. Thus, the experimental plants were subjected to
- 37 041446 моопылению и отбирали по типу для последующих поколений до тех пор, пока конкретная линия не становилась гомозиготной, проявляла отобранные признаки с превосходными агрономическими свойствами и производила однородную популяцию чистолинейного потомства. В частности, экспериментальные линии отбирали, следуя программе разведения с повторным отбором в Nuseed Innovation Centre (NIC), Horsham (Victoria, Australia). Отбор и улучшение линий-кандидатов основывалось на следующем:- 37 041446 pollination and selected by type for subsequent generations until a particular line became homozygous, showed selected traits with excellent agronomic properties and produced a homogeneous population of pure-line offspring. In particular, experimental lines were selected following a reselection breeding program at the Nuseed Innovation Center (NIC), Horsham (Victoria, Australia). The selection and improvement of candidate lines was based on the following:
(a) число копий вставки Т-ДНК;(a) the number of copies of the T-DNA insert;
(b) картина сегрегации экспрессии ДНК;(b) pattern of DNA expression segregation;
(c) гомозиготность (на основе фенотипа и генотипа жирных кислот);(c) homozygosity (based on fatty acid phenotype and genotype);
(d) продукция LC-ω3-DHA; и (e) подходящие агрономические признаки для выращивания сельскохозяйственных культур на основе тестирования потомства на участках зимой и летом.(d) LC-ω3-DHA production; and (e) suitable agronomic traits for growing crops based on progeny testing on plots in winter and summer.
В Австралии канолу выращивают в южной зоне засушливых земель и в основном в условиях зимних осадков. Производство в Австралии в основном осуществляют из культиваров канолы весеннего типа, которые имеют низкие требования к яровизации. В целом австралийские культивары обычно сохраняют небольшую задержку начала цветения и имеют относительно высокую мощность растения или выработку биомассы в зимние месяцы. Посев культуры канолы в Австралии обычно осуществляют с апреля по май после первого крупного дождевого явления и собирают с октября по декабрь. На урожай в первую очередь влияет доступная вода в течение вегетационного периода и эффективность водопользования культивара. Ген устойчивости к основному патотипу возбудителя Leptosphaeria maculans болезни черной ножки, может дифференцировать культивары с точки зрения выживаемости проростков и загнивания стеблей, но считается, что австралийские культивары в целом имеют высокую устойчивость при выращивании в соответствии с рекомендованными агрономическими методами. После развития семян следует период роста от пяти до семи месяцев и происходит в конце весны или в начале лета. Помимо доступности воды, выход может значительно зависеть от больших перепадов температуры (от <0 до >35°C), которые могут вызвать недоразвитость семян и семянок.In Australia, canola is grown in the southern drylands zone and mainly under winter rainfall conditions. Production in Australia is mainly from spring-type canola cultivars, which have low vernalization requirements. In general, Australian cultivars generally retain a slight delay in onset of flowering and have relatively high plant vigor or biomass production during the winter months. Canola crops in Australia are usually planted from April to May after the first major rain event and are harvested from October to December. Yield is primarily affected by available water during the growing season and the cultivar's water use efficiency. The gene for resistance to the main pathotype of the blackleg pathogen Leptosphaeria maculans may differentiate cultivars in terms of seedling survival and stem rot, but Australian cultivars are generally considered to be highly resistant when grown according to recommended agronomic practices. Seed development is followed by a growth period of five to seven months and occurs in late spring or early summer. Apart from the availability of water, the yield can be significantly affected by large temperature fluctuations (<0 to >35°C) which can cause underdevelopment of seeds and achenes.
Как отмечено в настоящем документе, трансформацию зародышевой плазмы канолы осуществляли с помощью конструкции из восьми генов (семь ферментов для пути биосинтеза DHA и маркер), что привело к специфичному для семени накоплению жирных кислот LC-ω3, в частности DHA. В более широком смысле, фенотип отличался качеством продукта (PQ) (продуцированными жирными кислотами омега-3), хотя растения несли маркерный ген (MG). Трансформированный материал повторно отбирали по гомозиготности локусов, экспрессии в семени DHA, а также по агрономическим признакам и потенциальному выходу, пригодному для коммерческого производства. Тестируемые линии происходили из трансформированных проростков (сорт AV Jade). Экспериментальные семена проращивали, позволяя растениям самоопыляться в изоляции (т.е. палатки, защищающие от насекомых).As noted herein, canola germplasm transformation was performed with an eight-gene construct (seven enzymes for the DHA biosynthetic pathway and a marker) resulting in seed-specific accumulation of LC-ω3 fatty acids, in particular DHA. More broadly, the phenotype was distinguished by product quality (PQ) (produced by omega-3 fatty acids), although the plants carried a marker gene (MG). Transformed material was reselected for homozygosity of the loci, DHA seed expression, agronomic traits and potential yield suitable for commercial production. The tested lines originated from transformed seedlings (variety AV Jade). The experimental seeds were germinated, allowing the plants to self-pollinate in isolation (ie, insect-proof tents).
Три сибса, полученные из поколения Т2 в результате трансгенного события, сравнивали с восемью другими коммерческими культиварами канолы (линиями) на ряд важных агрономических и семенных признаков по восьми экспериментальным полевым местоположениям (площадкам) в Австралии (последующие полевые испытания в Австралии и Канаде описаны далее ниже). Восемь площадок в Австралии представляли широкий диапазон потенциального выхода в различных условиях внешней среды, о чем свидетельствует диапазон среднего выхода на площадках (т.е. AV Garnet: 0,7-2,4 т/га). Трансгенные сибсы были представлены тестируемыми линиями: NS-B50027-4 (T3), В0050-027-18-36-13 (Т4) и В0050-02718-105-13 (Т4). Кроме того, NS-B50027-4 выращивали на экспериментальных участках в Канаде и агрономические и семенные признаки сравнивали с нетрансгенными линиями канолы. Дополнительные поколения T3 и Т5 NS-B50027-4 также сравнивали с нетрансгенными линиями и двумя трансгенными сегрегантами, полученными путем ауткроссинга из NS-B50027-4, каждый из которых содержал разные трансгенные локусы (т.е. сегрегированные А05 и А02) (см. пример 2). Изменчивость агрономических признаков тестируемых линий была сопоставимой с таковой коммерческих культиваров, оцененных по всем тестируемым средам. Этот вывод подкреплялся обнаружением того, что выход зерна тестируемой линии с самой высокой урожайностью был статистически сопоставимым, на основе анализа по площадкам (МЕТ-REML), с коммерческими культиварами с самой высокой урожайностью. Кроме того, для каждой площадки тестируемая линия с самой высокой урожайностью была значительно более высокоурожайной, чем по меньшей мере один культивар, за исключением одной площадки, где не было значительных различий. Тестируемые линии производили семена с немного более низким процентным содержанием масла и с изменяющейся композицией жирных кислот; но это не повлияло на выход или агрономические характеристики. Экспрессия жирной кислоты DHA LC ω3 была высокостабильной по всем тестируемым средам.Three siblings derived from the T2 generation from the transgenic event were compared with eight other commercial canola cultivars (lines) for a number of important agronomic and seed traits across eight experimental field locations (sites) in Australia (subsequent field trials in Australia and Canada are described further below). ). The eight sites in Australia represented a wide range of potential yield under different environmental conditions, as evidenced by the range of average yield across sites (ie AV Garnet: 0.7-2.4 t/ha). Transgenic siblings were represented by the tested lines: NS-B50027-4 (T3), B0050-027-18-36-13 (T4) and B0050-02718-105-13 (T4). In addition, NS-B50027-4 was grown in experimental plots in Canada and agronomic and seed traits were compared with non-transgenic canola lines. Additional T3 and T5 generations of NS-B50027-4 were also compared with non-transgenic lines and two transgenic segregants derived from NS-B50027-4 by outcrossing, each containing a different transgenic loci (i.e. segregated A05 and A02) (see example 2). The variability of the agronomic traits of the tested lines was comparable to that of commercial cultivars evaluated on all tested media. This conclusion was supported by the finding that the highest yielding grain yield of the test line was statistically comparable, based on site-by-site analysis (MET-REML), to the highest yielding commercial cultivars. In addition, for each site, the highest yielding line tested was significantly higher yielding than at least one cultivar, with the exception of one site where there was no significant difference. The tested lines produced seeds with a slightly lower oil percentage and with a varying fatty acid composition; but this did not affect yield or agronomic performance. Expression of DHA LC ω3 fatty acid was highly stable across all media tested.
Контрольные культивары (коммерческие линии разведения), используемые для сравнения, обеспечили агрономически разнообразный (например, растительный покров, фенология) спектр хорошо адаптированных (т.е. с высоким, но изменяющимся потенциалом выхода и содержанием масла) культиваров, широко выращиваемых в зоне посева. Все эти культивары являются перекрестноопыляющимися и описаны и тщательно оценены, например, в Австралийской национальной программе тестирования сортов иControl cultivars (commercial breeding lines) used for comparison provided an agronomically diverse (e.g., land cover, phenology) range of well-adapted (i.e., high but variable yield potential and oil content) cultivars widely grown in the planting area. All of these cultivars are cross-pollinating and are described and extensively evaluated in, for example, the Australian National Variety Testing Program and
- 38 041446 в региональных ежегодных отчетах об урожаях (Australian National Variety Testing Program and Regional annual crop reports). См. веб-сайт nvtonline. Кроме того, изменчивость устойчивости растений к болезням хорошо описана для черной ножки в Австралии. Van De Wouw et al., 67 Crop & Pasture Sci. 273 (2015). В Австралии болезнь черной ножки может привести к потере урожая до 90%. Marcroft & Bluett, Agricul. Notes, AG1352, Victoria, Dept. Primary Indus. (2008). Генетическая изменчивость среди коммерческих культиваров в отношении композиции жирных кислот определенного семени и содержания масла в семени фиксировалась в течение времени. См. Seberry et al., Quality of Australian Canola 2011 (Australian Oilseeds Fed., 2012). Растения из культивара AV Jade трансформировали с получением трансгенного Т0, и, следовательно, AV Jade можно считать нетрансформированной изолинией трансгенного события, описанного в настоящем документе.- 38 041446 in the Australian National Variety Testing Program and Regional annual crop reports. See nvtonline website. In addition, the variability in plant disease resistance is well documented for blackleg in Australia. Van De Wouw et al., 67 Crop & Pasture Sci. 273 (2015). In Australia, blackleg disease can result in up to 90% yield loss. Marcroft & Bluett, Agricul. Notes, AG1352, Victoria, Dept. Primary Indian. (2008). Genetic variability among commercial cultivars in regard to the fatty acid composition of a given seed and the oil content of the seed has been recorded over time. See Seberry et al., Quality of Australian Canola 2011 (Australian Oilseeds Fed., 2012). Plants from the AV Jade cultivar were transformed to produce transgenic T0 and therefore AV Jade can be considered a non-transformed isoline of the transgenic event described herein.
Фенотипическая изменчивость для тестируемых линий характеризовалась всхожестью растений, мощностью растений, временем цветения, продолжительностью цветения, высотой растений, растрескиванием семян, устойчивостью к полеганию, тяжестью поражения черной ножкой, числом растений на момент сбора, выходом зерна, влажностью зерна, процентным содержанием масла в семенах и содержанием жирных кислот, в частности полиненасыщенной жирной кислоты LC-ω3 (LC-PUFA), особенно в отношении выхода ЕРА, DPA и DHA. Для всех измеренных признаков проводили анализ ограниченного правдоподобия с использованием ASREML в статистической программе GenStat. Gilmour et al., ASREML user guide, release 3.0, Biometric Bulletin (3) (VSV Int'l, Waterhouse Stm Hemel Hempstead, UK, 2009). Статистический метод линейной смешанной модели использовали для учета пространственного изменения полей, как подробно описано и использовано для полевых селекционных и генетических исследований растений. Cullis & Gleeson, 47 Biometrics 1449 (1991); Smith et al., 57 Biometrics 1138 (2001); Cullis & Gleeson, 47 Biometrics 1449 (1991); Smith et al., 57 Biometrics 1138 (2001); Welham et al., Analysis of linear mixed models by ASReml-R with Applications in Plant Breeding: Course Notes (VSV Int'l, Waterhouse Stm Hemel Hempstead, UK, 2013). Анализ Meta-REML на участках затем проводили в отношении выхода зерна (т/га) для определения наилучшего линейного несмещенного прогноза (BLUP) для тестированных линий.Phenotypic variability for the tested lines was characterized by plant germination, plant vigor, flowering time, flowering duration, plant height, seed cracking, resistance to lodging, severity of blackleg infection, number of plants at harvest, grain yield, grain moisture, percentage of oil in seeds and the content of fatty acids, in particular the polyunsaturated fatty acid LC-ω3 (LC-PUFA), especially in relation to the yield of EPA, DPA and DHA. For all measured features, limited likelihood analysis was performed using ASREML in the statistical program GenStat. Gilmour et al., ASREML user guide, release 3.0, Biometric Bulletin (3) (VSV Int'l, Waterhouse Stm Hemel Hempstead, UK, 2009). The statistical method of the linear mixed model was used to account for the spatial variation of the fields, as described in detail and used for field plant breeding and genetic studies. Cullis & Gleeson, 47 Biometrics 1449 (1991); Smith et al., 57 Biometrics 1138 (2001); Cullis & Gleeson, 47 Biometrics 1449 (1991); Smith et al., 57 Biometrics 1138 (2001); Welham et al., Analysis of linear mixed models by ASReml-R with Applications in Plant Breeding: Course Notes (VSV Int'l, Waterhouse Stm Hemel Hempstead, UK, 2013). Meta-REML analysis on the plots was then performed in terms of grain yield (t/ha) to determine the best linear unbiased prediction (BLUP) for the tested lines.
Более частые и детальные измерения проводили во всех окружающих средах. Оценку всхожести и укоренения растений осуществляли на двух произвольно выбранных квадрантах площадью один квадратный метр на каждом участке через четырнадцать дней после посева. Количество растений, проросших на квадратный метр, анализировали как переменную признака. Оценку в баллах всхожести растений, основанную на визуальной оценке средней плотности растений на участке, также записывали для каждого участка на всех площадках и анализировали как переменную признака (1: низкая всхожесть=0-5 растений/м2; 5: средняя всхожесть=25-30 растений/м2; 9: В=высокая всхожесть=45-50 растений/м2). Всхожесть растений, основанная на количестве на квадратный метр, и оценка в баллах всхожести растений значительно различались (Р<0,05) между линиями для всех восьми площадок. Статистическая изменчивость всхожести растений трансгенных линий была значительной (Р<0,05) в пределах диапазона культиваров во всех экспериментах. Мощность растений была основана на биомассе, которую оценивали в баллах по шкале от 1 (низкая: <10% листовой площади покрытия участка земли) до 9 (высокая: >90% листовой площади покрытия участка земли), и анализировали. Мощность растений значительно варьировалась (Р<0,05) между линиями для шести из семи площадок. Средний балл мощности растений по площадкам составил 6 (60-70% листового покрытия участка земли) на всех восьми площадках; и изменчивость была относительно непротиворечивой, что указывает на низкие эффекты окружающей среды для этого признака. Статистически изменчивость мощности растений для тестируемых линий была значительной в пределах диапазона культиваров по всем площадкам.More frequent and detailed measurements were taken in all environments. Evaluation of germination and rooting of plants was carried out on two randomly selected quadrants of one square meter in each plot fourteen days after sowing. The number of plants germinated per square meter was analyzed as a trait variable. A plant emergence score based on a visual assessment of average plant density at a plot was also recorded for each plot across all plots and analyzed as a trait variable (1: low emergence=0-5 plants/m 2 ; 5: average emergence=25- 30 plants/m 2 9: B=high germination=45-50 plants/m 2 ). Plant emergence based on number per square meter and plant emergence scores were significantly different (P<0.05) between lines for all eight plots. Statistical variability in the germination of plants of transgenic lines was significant (P<0.05) within the range of cultivars in all experiments. Plant vigor was based on biomass, which was scored on a scale from 1 (low: <10% leaf area of land) to 9 (high: >90% of leaf area of land) and analyzed. Plant vigor varied significantly (P<0.05) between lines for six of the seven plots. The average plant power score for the plots was 6 (60-70% of the leaf cover of the land plot) in all eight sites; and variability was relatively consistent, indicating low environmental effects for this trait. Statistically, the variability in plant vigor for the tested lines was significant within the range of cultivars across all plots.
Время цветения записывали как число дней от посева до того момента, когда 50% растений на экспериментальном участке имели хотя бы один открытый цветок. Это записывали для каждого участка для всех испытаний и анализировали как переменную признака. Цветение значительно изменялось (Р<0,05) между линиями для всех площадок. Среднее время цветения на площадке изменялось от 99 до 110 дней и отражало различия в окружающей среде на экспериментальных площадках для этого признака. Статистически изменчивость времени цветения для трансгенных линий была значительной в пределах диапазона культиваров во всех экспериментах.Flowering time was recorded as the number of days from sowing until 50% of the plants in the experimental plot had at least one open flower. This was recorded for each site for all trials and analyzed as a trait variable. Flowering varied significantly (P<0.05) between lines for all plots. The mean on-site flowering time varied from 99 to 110 days and reflected environmental differences on the experimental sites for this trait. Statistically, the variability in flowering time for the transgenic lines was significant across the range of cultivars in all experiments.
Продолжительность цветения представляла собой расчетную разницу между временем цветения и временем окончания цветения (представленную в виде количества дней). Расчет производили для каждого участка во всех испытаниях и анализировали как переменную признака:Flowering time was the estimated difference between flowering time and flowering end time (given as a number of days). The calculation was made for each site in all trials and analyzed as a trait variable:
Продолжительность цветения=День окончания цветения-Время цветения (50%)Bloom Duration=Blossom End Day-Blossom Time (50%)
Среднее время цветения на площадках изменялось от 24 до 30 дней, что короче, чем среднестатистический показатель, и отражало условия, которые преобладали из-за налива семян. Статистически изменчивость продолжительности цветения трансгенных линий была значительной в пределах диапазона культиваров для всех экспериментов.The average flowering time on the plots varied from 24 to 30 days, which is shorter than the average and reflects the conditions that prevailed due to seed filling. Statistically, the variability in the duration of flowering of transgenic lines was significant within the range of cultivars for all experiments.
Количество растений на момент сбора, основанное на количестве растений на квадратный метр, значительно различалось между линиями для всех восьми площадок. Изменчивость количества растенийThe number of plants at the time of collection, based on the number of plants per square meter, varied significantly between lines for all eight plots. Variation in the number of plants
- 39 041446 на момент сбора для трансгенных линий была значительной (Р<0,05) в пределах диапазона культиваров по всем насаждениям и местоположениям. Количество растений на момент появления всходов значительно коррелировало с количеством растений, подсчитанным при сборе. Некоторые из рассчитанных процентов выживаемости превышали 100%, что указывало на медленное появление всходов у двух культиваров (ATR Wahoo и AV Jade): не все проростки появились на момент записи количества появившихся всходов растений.- 39 041446 at the time of collection for transgenic lines was significant (P<0.05) within the range of cultivars across all stands and locations. The number of plants at emergence was significantly correlated with the number of plants counted at harvest. Some of the calculated survival percentages were in excess of 100%, indicating slow emergence in two cultivars (ATR Wahoo and AV Jade): not all seedlings had emerged at the time the number of emerging plants was recorded.
Высота растения на момент физиологической зрелости измерялась от основания до выросшей верхушки в центре участка. Центр участка использовали для того, чтобы избежать искажающих эффектов, вероятно связанных с областью пространства внутри участка (эффекты краев). Этот признак записывали для каждого участка во всех испытаниях и анализировали как переменную признака. Высота растения на момент зрелости (см) значительно изменялась (Р<0,05) между линиями для всех площадок. Средняя высота растения на площадках изменялась от 63 до 105 см, что указывало на различия в окружающей среде на экспериментальных площадках для этого признака.The height of the plant at the time of physiological maturity was measured from the base to the grown top in the center of the plot. The center of the plot was used to avoid distorting effects likely associated with a region of space within the plot (edge effects). This trait was recorded for each site across all trials and analyzed as a trait variable. Plant height at maturity (cm) varied significantly (P<0.05) between lines for all plots. The average plant height on the plots varied from 63 to 105 cm, indicating differences in the environment on the experimental plots for this trait.
Изменчивость высоты на момент зрелости для трансгенных линий была значительной (Р<0,05) в пределах диапазона культиваров во всех экспериментах.Height variability at maturity for the transgenic lines was significant (P<0.05) within the cultivar range in all experiments.
Растрескивание семян (иногда называемое как растрескивание бобов) при созревании анализировали путем подсчета количества растрескавшихся семян на 1/8 квадратного метра, которое записывали в течение двухнедельного периода. Это осуществляли путем помещения двух лотков между посеянными рядами и под навесом для каждого участка во всех местоположениях и анализировали как переменную признака. Показатель в баллах растрескивания семян (по шкале от 1 [ноль] до 9 [высокий: +40]) также записывали для одной площадки исходя из количества семян, наблюдаемых на земле непосредственно перед сбором, и анализировали как переменную признака. Растрескивание семян, основанное на количестве семян на земле при сборе, значительно изменялось (Р<0,05) между линиями для четырех из восьми площадок. Среднее количество растрескавшихся семян на площадках изменялось от 3 до 15 (на 1/8-ю квадратного метра) и указывало на низкие уровни растрескивания на всех площадках. Показатель в баллах растрескивания семян на одной из площадок также значительно изменялся между линиями и тесно согласовывался со средним количеством растрескавшихся семян на площадках. Это указывает на то, что растрескивание, записанное в виде балла, являлось хорошим предиктором растрескивания семян. Статистически изменчивость растрескивания семян на основе количества семян и балла для трансгенных линий была значительной в пределах диапазона культиваров во всех экспериментах.Seed cracking (sometimes referred to as bean cracking) at maturity was analyzed by counting the number of cracked seeds per 1/8 square meter, which was recorded over a two week period. This was done by placing two trays between planted rows and under a canopy for each plot at all locations and analyzed as a trait variable. A seed cracking score (on a scale of 1 [zero] to 9 [high: +40]) was also recorded for one site based on the number of seeds observed on the ground just before harvest and analyzed as a trait variable. Seed cracking, based on the number of seeds on the ground at harvest, varied significantly (P<0.05) between lines for four of the eight plots. The average number of cracked seeds per plot varied from 3 to 15 (per 1/8th square meter) and indicated low levels of cracking in all plots. The seed cracking score at one of the sites also varied significantly between lines and was in close agreement with the average number of cracked seeds at the sites. This indicates that cracking, recorded as a score, was a good predictor of seed cracking. Statistical variability in seed cracking based on seed count and score for transgenic lines was significant across the cultivar range in all experiments.
Устойчивость к полеганию записывали в виде балла от 1 (устойчивое к полеганию) до 9 (подверженное полеганию), оцененного по углу наклона растения от основания растения на момент созревания. Статистически значимая изменчивость полегания растений отсутствовала. Отсутствие изменчивости для этого признака, по-видимому, связано с уровнем осадков ниже среднего на поздней стадии налива стручка.Lodging resistance was recorded as a score from 1 (lodging resistant) to 9 (lodging prone) as measured by the angle of the plant from the base of the plant at maturity. There was no statistically significant variability in plant lodging. The lack of variability for this trait appears to be related to below-average rainfall at the late pod-filling stage.
Тяжесть симптомов черной ножки, характерных для Leptosphaeria maculans и Leptosphaeria biglobosa, записывали в баллах от 1 (низкая: <5%) до 9 (высокая: >40%) для одного повтора на пяти площадках. Не все участки были оценены из-за отсутствия видимого отклонения. Симптомов, связанных с гниением и поломкой ствола, не наблюдалось. Симптомы болезни черной ножки наблюдались на очень низких уровнях на всех восьми площадках. Одна площадка была засеяна с использованием голых семян (семян, не обработанных фунгицидом). Не было никаких относительных различий в прорастании растений среди протестированных линий между этой площадкой и другими площадками, обработанными фунгицидом для семян. Листовые симптомы не всегда предсказывают степень загнивания стеблей, вызванного L. maculans (основная причина потери урожая и основа для оценки устойчивости в Австралии, см. Sosnowski et al., 33 Australian Plant Pathol. 401 (2004)). В нескольких исследованиях была проведена оценка устойчивости к черной ножке на основе патогенной инфекции семядолей, листьев, стебля (загнивание) и выживаемости растений в полевых условиях. Учитывая отсутствие загнивания и повреждения ствола, линии канолы можно считать устойчивыми к воздействию данного заболевания для целей, описанных в настоящем документе.The severity of blackleg symptoms characteristic of Leptosphaeria maculans and Leptosphaeria biglobosa was recorded on a score of 1 (low: <5%) to 9 (high: >40%) for one repetition at five sites. Not all sites were evaluated due to the lack of visible deviation. There were no symptoms associated with rotting and breakage of the trunk. Blackleg symptoms were observed at very low levels at all eight sites. One plot was planted using bare seeds (seeds not treated with fungicide). There were no relative differences in plant germination among the tested lines between this site and other sites treated with the seed fungicide. Foliar symptoms do not always predict the degree of stem rot caused by L. maculans (a leading cause of crop loss and a basis for assessing resistance in Australia, see Sosnowski et al., 33 Australian Plant Pathol. 401 (2004)). Several studies have assessed resistance to blackleg based on pathogenic infection of cotyledons, leaves, stem (rot) and plant survival in the field. Given the absence of rot and stem damage, canola lines can be considered resistant to the effects of this disease for the purposes described in this document.
Количество растений на момент сбора оценивали путем подсчета растений на двух квадрантах площадью один квадратный метр на каждом участке на всех восьми площадках. Среднее значение обоих квадрантов затем использовали для оценки количества растений на квадратный метр и анализировали в качестве переменной признака. Процент выживаемости растений (%) рассчитывали путем представления средних значений количества растений на площадках в виде % от средних значений взошедших растений на площадках:The number of plants at the time of collection was estimated by counting the plants in two quadrants of one square meter in each plot in all eight plots. The mean of both quadrants was then used to estimate the number of plants per square meter and analyzed as a trait variable. Percentage of plant survival (%) was calculated by representing the mean values of the number of plants per plot as % of the average values of plants emerging per plot:
%Выживаемость растений=(Количество растений на момент сборах 100)/Количество взошедших растений%Plant Survival=(Number of Plants at Harvest 100)/Number of Emerging Plants
Зерно собирали с использованием уборочных машин для опытных и селекционных участков, когда экспериментальные семена были физиологически зрелыми. Направление сбора поддерживалось постоянным (т.е. от начала до конца для каждого ряда) для каждого испытания, чтобы избежать ошибок направления сбора. Вес сухого зерна для каждого участка определяли и переводили в единицы т/га на осGrain was harvested using harvesters for experimental and breeding plots when the experimental seeds were physiologically mature. The collection direction was kept constant (ie, end to end for each row) for each trial to avoid collection direction errors. The weight of dry grain for each plot was determined and converted into units of t/ha per os
- 40 041446 нове площади участка и анализировали как переменную признака.- 40 041446 new plot area and analyzed as a feature variable.
Влажность зерна при сборе и в лабораторном образце фиксировали и анализировали как переменную признака. Ручной измеритель влажности использовали для анализа объемных образцов непосредственно в точке сбора на экспериментальном поле. Процент влажности также определяли с использованием метода сушильной печи, основанного на методе 4-1.5 Australian Oilseed Federation (AOF). Этот метод включал сушку в печи 5 г образца в открытых банках при 130°C в течение 1 ч. Образцы охлаждали в эксикаторе в течение 40 мин и взвешивали, и процент влажности определяли как процент потери массы. Влажность зерна при сборе (в процентах) значительно изменялась между обработками линий для всех восьми площадок. Средняя влажность зерна на площадках при сборе изменялась от 9 до 12%, что указывало на то, что семена собирали на одинаковой стадии развития зерна. Статистически изменчивость влажности зерна при сборе для трансгенных линий была значительной в пределах диапазона культиваров во всех экспериментах. Процент влажности зерна при сборе также коррелировал со временем цветения, так что семена линий позднего цветения (т.е. ATR Wahoo и Monola515TT) имели значительно более высокий процент влажности зерна на момент сбора на всех площадках. Лабораторная влажность семян значительно изменялась между линиями для всех площадок. Однако различия между линиями и по площадкам были незначительными и составляли в среднем ~7%. Это указывает на отсутствие искажающих эффектов хранения семян. Изменчивость влажности семян в лаборатории для трансгенной линии была значительной (Р<0,05) в пределах диапазона, представленного нетрансгенными линиями.Grain moisture at harvest and in the laboratory sample was recorded and analyzed as a trait variable. A hand-held moisture meter was used to analyze bulk samples directly at the collection point in the experimental field. Moisture percentage was also determined using the kiln method based on Australian Oilseed Federation (AOF) method 4-1.5. This method involved oven drying a 5 g sample in open jars at 130° C. for 1 hour. The samples were cooled in a desiccator for 40 minutes and weighed, and the percent moisture was determined as the percent weight loss. Grain moisture at harvest (in percent) varied significantly between line treatments for all eight sites. The average moisture content of grain on the plots during collection varied from 9 to 12%, which indicated that the seeds were collected at the same stage of grain development. Statistically, grain moisture variability at harvest for the transgenic lines was significant across the cultivar range in all experiments. Grain Moisture Percentage at Harvest also correlated with flowering time, such that seeds from late flowering lines (i.e. ATR Wahoo and Monola515TT) had significantly higher grain moisture percentages at harvest time across all plots. Laboratory seed moisture varied significantly between lines for all plots. However, the differences between lines and across sites were insignificant and averaged ~7%. This indicates the absence of distorting effects of seed storage. The seed moisture variability in the laboratory for the transgenic line was significant (P<0.05) within the range represented by the non-transgenic lines.
Содержание масла в семенах (%) анализировали с использованием Spinlock NMR спектрометрии на семенах, доведенных до 6% влажности. Вкратце образцы 5-10 г семян взвешивали в пробирке для NMR и анализировали с помощью спектрометра NMR. Содержание масла в семенах определяли с помощью калибровки программного обеспечения, созданного первоначально, с использованием двадцати эталонных образцов с известным процентным содержанием масла, определенным гравиметрическим методом экстракции масла. Содержание масла в семенах значительно изменялось (Р<0,05) между линиями на всех восьми экспериментальных площадках. Средний процент содержания масла в семенах на площадках изменялся от 37,0 до 41,5%, что, как правило, было ниже типичного среднего значения для посевных сред и возможно являлось результатом количества дождевых осадков ниже среднего уровня и более высоких, чем в среднем, температур, наблюдаемых в период налива семян. Относительные различия по линиям согласовывались по площадкам. Изменчивость содержания масла в семенах для трансгенных линий была несколько ниже по сравнению с нетрансгенными линиями по всем площадкам: в среднем примерно на 2%, что может служить объектом для генетического улучшения. Более низкое содержание масла может быть генетически не связано с трансгенным событием, но может быть результатом трансформации культивара с более низким содержанием масла, т.е. AV Jade.Seed oil content (%) was analyzed using Spinlock NMR spectrometry on seeds adjusted to 6% moisture. Briefly, 5-10 g seed samples were weighed into an NMR tube and analyzed with an NMR spectrometer. Seed oil content was determined by calibration software originally created using twenty reference samples of known oil percentage determined by gravimetric oil extraction. Seed oil content varied significantly (P<0.05) between lines in all eight experimental plots. The average percentage of seed oil content on the plots varied from 37.0 to 41.5%, which was generally below the typical average for the planting media and possibly a result of below-average and higher-than-average rainfall, temperatures observed during seed filling. Relative differences along the lines were consistent across sites. Variability in oil content in seeds for transgenic lines was slightly lower compared to non-transgenic lines across all plots: on average, by about 2%, which can serve as an object for genetic improvement. The lower oil content may not be genetically related to the transgenic event, but may result from the transformation of a cultivar with a lower oil content, i.e. AV Jade.
Краткая характеристика агрономических признаков события NS-B50027-4 по сравнению с нетрансгенными культиварами, собранными во время экспериментальных культивирований, показана в табл. 2 (анализ REML; F pr<0,001 Sig для всех признаков).A brief description of the agronomic traits of the NS-B50027-4 event compared to non-transgenic cultivars collected during experimental cultivations is shown in Table 1. 2 (REML analysis; F pr<0.001 Sig for all features).
- 41 041446- 41 041446
Таблица 2table 2
Выход зерна (т/га) и данные агрономических измерений для нетрансгенных культиваров канолы и экспериментальных трансгенных тестовых линий по восьми окружающим средам в 2015 г.Grain yield (t/ha) and agronomic measurement data for non-transgenic canola cultivars and experimental transgenic test lines in eight environments in 2015
Жирные кислоты определяли с использованием экстракции растворителем с последующим одновременным омылением и метилированием и анализа методом GC-FID. Вкратце это включало измельчение образцов семян и экстракцию масла в растворитель из подвыборки измельченных семян. Растворитель выпаривали в атмосфере азота, и содержащую масло подвыборку разбавляли в новом растворителе. Аликвоту подвергали реакции с Meth Prep II (реагент омыления/метилирования). Образцы нагревали при 40°C для ускорения реакции, а затем инжектировали в GC-FID с использованием колонки ВРХ-70 для определения жирных кислот. Жирные кислоты рассчитывали в виде процентного состава масла, где площадь каждого пика жирных кислот определяли как процент от суммы всех пиков жирных кислот на хроматограмме. Эти оценки анализировали индивидуально в качестве переменной признака. Процентное содержание определенной жирной кислоты определяли для: пальмитиновой кислоты; стеариновой кислоты; олеиновой и цис-вакценовой кислоты; линолевой кислоты; альфа-линоленовой кислоты (ALA); арахидиновой кислоты (также известной как эйкозановая кислота) и стеаридоновой кислоты (SDA); полиновой, гондоевой и гадолеиновой кислот; эруковой кислоты и эйкозатетраеновой кислоты (ЕТА); эйкозапентаеновой кислоты (ЕРА); докозапентаеновой кислоты (DPA); и докозагексаеновой кислоты (DHA).Fatty acids were determined using solvent extraction followed by simultaneous saponification and methylation and analysis by GC-FID. Briefly, this involved grinding seed samples and extracting the oil into solvent from a subsample of crushed seeds. The solvent was evaporated under nitrogen and the oil-containing sub-sample was diluted in new solvent. An aliquot was reacted with Meth Prep II (saponification/methylation reagent). Samples were heated at 40° C. to speed up the reaction and then injected into GC-FID using a BPX-70 fatty acid column. Fatty acids were calculated as the percentage composition of the oil, where the area of each fatty acid peak was determined as a percentage of the sum of all fatty acid peaks in the chromatogram. These scores were analyzed individually as a feature variable. The percentage of a specific fatty acid was determined for: palmitic acid; stearic acid; oleic and cis-vaccenic acid; linoleic acid; alpha-linolenic acid (ALA); arachidonic acid (also known as eicosanoic acid) and stearidonic acid (SDA); polynic, gondoic and gadoleic acids; erucic acid and eicosatetraenoic acid (ETA); eicosapentaenoic acid (EPA); docosapentaenoic acid (DPA); and docosahexaenoic acid (DHA).
В табл. 3 показан анализ по площадкам содержания жирных кислот в семенах (все значения представлены в процентах; анализ REML; F pr<0,001 Sig для всех признаков).In table. 3 shows a site-by-site analysis of seed fatty acid content (all values are in percent; REML analysis; F pr<0.001 Sig for all traits).
- 42 041446- 42 041446
Таблица 3Table 3
Анализ семян по площадкамSeed analysis by site
Процентное содержание жирной кислоты в семени, присутствующей в виде стеариновой кислоты, по данным анализа методом GC-FID значительно изменялось между линиями по всем восьми площадкам. Среднее процентное содержание стеариновой кислоты по площадкам показало очень незначительную изменчивость и варьировалось от 1,6 до 2,4%. Статистически изменчивость процентного содержания стеариновой кислоты для трансгенной линии была значительной в пределах диапазона, представленного нетрансгенными линиями, по всем площадкам.The percentage of fatty acid present in the seed as stearic acid, as determined by GC-FID analysis, varied significantly between lines across all eight plots. The average percentage of stearic acid across sites showed very little variability and ranged from 1.6 to 2.4%. The statistical variability in the percentage of stearic acid for the transgenic line was significant within the range represented by the non-transgenic lines across all sites.
Процентное содержание жирной кислоты в семени, такой как олеиновая и цис-вакценовая кислота, по данным анализа методом GC-FID значительно изменялось между линиями по всем восьми площадкам. Среднее процентное содержание олеиновой и цис-вакценовой кислот по площадкам варьировалось от 60 до 73%. Изменчивость процентного содержания олеиновой и цис-вакценовой кислот для трансгенной линии была значительно (Р<0,05) ниже, чем диапазон, представленный нетрансгенными линиями по всем площадкам. Этот результат связан с трансгенной вставкой и не влияет на коммерческую агрономию или производство зерна. Кроме того, специализированный культивар с высоким содержанием олеинового масла, Monola515 TT, продуцировал значительно больше олеиновой и цис-вакценовой кислот по сравнению с другими культиварами за счет однонуклеотидных полиморфизмов (SNP) в гене Fad.The percentage of fatty acids in the seed, such as oleic and cis-vaccenic acid, as measured by GC-FID analysis, varied significantly between lines across all eight plots. The average percentage of oleic and cis-vaccenic acids for the sites varied from 60 to 73%. The variability in the percentage of oleic and cis-vaccenic acids for the transgenic line was significantly (P<0.05) lower than the range represented by non-transgenic lines across all plots. This result is related to the transgenic insertion and does not affect commercial agronomy or grain production. In addition, a specialized high oleic oil cultivar, Monola515 TT, produced significantly more oleic and cis-vaccenic acids compared to other cultivars due to single nucleotide polymorphisms (SNPs) in the Fad gene.
Процентное содержание жирной кислоты в семени, присутствующей в виде линолевой кислоты, по данным анализа методом GC-FID значительно изменялось между всеми линиями по всем восьми площадкам. Среднее процентное содержание линолевой кислоты на площадку изменялось от 12 до 21%. Изменчивость процентного содержания линолевой кислоты для трансгенных линий сибсов, происходящих из одного события Т2 (растение NS-B50027-4), была значительно (Р<0,05) ниже, чем диапазон, представленный культиварами по всем площадкам, и сибсами, происходящими из сибсов других событий. Значительное различие в % содержании линолевой кислоты, по-видимому, связано с экспрессией трансгенов. Снижение % содержания линолевой кислоты, по-видимому, связано с трансгенной вставкой, но не влияет на агрономию или производство зерна в промышленном масштабе.The percentage of fatty acid in the seed present as linoleic acid, as determined by GC-FID analysis, varied significantly between all lines across all eight plots. The average percentage of linoleic acid per site varied from 12 to 21%. The variability in percentage of linoleic acid for transgenic lines of sibs derived from a single T2 event (plant NS-B50027-4) was significantly (P<0.05) lower than the range represented by cultivars across all sites and sibs derived from sibs other events. A significant difference in the % content of linoleic acid, apparently, is associated with the expression of transgenes. The decrease in % linoleic acid appears to be related to the transgenic insertion but does not affect agronomy or industrial scale grain production.
Процентное содержание жирной кислоты, присутствующей в виде ALA, арахидовой кислоты и SDA, значительно изменялось между всеми линиями по всем восьми площадкам. Среднее процентное содержание ALA, арахидовой кислоты и SDA по площадкам изменялось от 5 до 11%. Изменчивость % содержания ALA, арахидовой кислоты и SDA для трансгенных линий была значительно (Р<0,05) более высокой по сравнению с нетрансгенными культиварами по всем экспериментам. Значительные различия, наблюдаемые для этого признака на некоторых площадках, были связаны с экспрессией трансгенов. Этот результат связан с трансгенной вставкой и не влияет на коммерческую агрономию или производство зерна. Специализированный культивар с высоким содержанием олеинового масла (Monola515 ТТ) продуцировал значительно (Р<0,05) более низкий % ALA по сравнению с другими культиварами за счет SNP в генах Fad.The percentage of fatty acid present as ALA, arachidic acid and SDA varied significantly between all lines across all eight sites. The average percentage of ALA, arachidic acid and SDA varied from 5 to 11% by site. Variability in % content of ALA, arachidic acid and SDA for transgenic lines was significantly (P<0.05) higher compared to non-transgenic cultivars in all experiments. Significant differences observed for this trait at some sites were associated with the expression of transgenes. This result is related to the transgenic insertion and does not affect commercial agronomy or grain production. A specialized high oleic oil cultivar (Monola515 TT) produced a significantly (P<0.05) lower % ALA compared to other cultivars due to SNPs in the Fad genes.
- 43 041446- 43 041446
Процентное содержание жирной кислоты, присутствующей в виде поллиновой, гондоевой и гадолеиновой кислот, значительно изменялось между линиями по всем восьми площадкам. Среднее процентное содержание поллиновой, гондоевой и гадолеиновой кислот изменялось от 1,0 до 1,5%. Изменчивость процентного содержания поллиновой, гондоевой и гадолеиновой кислот для трансгенных линий была значительно (Р<0,05) более высокой по сравнению с нетрансгенными культиварами по всем экспериментам. Этот результат связан с трансгенной вставкой и не влияет на коммерческую агрономию или производство зерна.The percentage of fatty acid present as pollinic, gondoic and gadoleic acids varied significantly between lanes across all eight plots. The average percentage of pollinic, gondoic and gadoleic acids varied from 1.0 to 1.5%. The variability in the percentage of pollinic, gondoic and gadoleic acids for transgenic lines was significantly (P<0.05) higher compared to non-transgenic cultivars in all experiments. This result is related to the transgenic insertion and does not affect commercial agronomy or grain production.
Процентное содержание жирной кислоты, присутствующей в виде эруковой кислоты и ЕТА, было зафиксировано на пяти площадках и в целом приближалось к 0%. Результаты, связанные с трансгенной вставкой, коммерчески не влияют на агрономию или производство зерна.The percentage of fatty acid present as erucic acid and ETA was recorded at five sites and generally approached 0%. The results associated with the transgenic insertion do not commercially affect agronomy or grain production.
Содержание в семенах LC-ω3 полиненасыщенной жирной кислоты (LC-PUFA), в частности ЕРА, DPA и DHA, рассчитывали в виде процента для каждого образца, взятого с участка, и анализировали как переменную признака, где lc-pufa=epa%+dpa%+dha%Seed content of LC-ω3 polyunsaturated fatty acid (LC-PUFA), specifically EPA, DPA and DHA, was calculated as a percentage for each sample taken from the plot and analyzed as a trait variable, where lc-pufa=epa%+dpa %+dha%
Прогнозируемое содержание DHA в единицах кг/га рассчитывали для каждого участка и анализировали как переменную признака:The predicted DHA content in units of kg/ha was calculated for each plot and analyzed as a trait variable:
DHA, кг/га=(% Маслаχ0,01)χ(%DHAχ0,01)χВыход зерна (т/га)х1000DHA, kg/ha=(% Oilχ0.01)χ(%DHAχ0.01)χGrain yield (t/ha)х1000
Прогнозируемое содержание LC-PUFA в единицах кг/га рассчитывали для каждого участка и анализировали как переменную признака:The predicted content of LC-PUFA in units of kg/ha was calculated for each plot and analyzed as a trait variable:
DHA, кг/га=(% Маслaχ0,01)х(LC-PUFA%χ0,01)хВыход зерна (т/га)х1000DHA, kg/ha=(% Oilχ0.01)х(LC-PUFA%χ0.01)хGrain yield (t/ha)х1000
Процентное содержание жирной кислоты в виде ЕРА значительно изменялось (Р<0,05) между линиями по всем восьми площадкам. Изменчивость процентного содержания для трансгенной линии была значительно (Р<0,05) более высокой по сравнению с нетрансгенными культиварами. Этот результат, связанный с трансгенной вставкой, не влияет на агрономию или производство семян, но действительно может сделать семена более ценными.The percentage of fatty acid as EPA varied significantly (P<0.05) between lanes across all eight plots. The percentage variability for the transgenic line was significantly (P<0.05) higher compared to the non-transgenic cultivars. This transgenic insertion outcome does not affect agronomy or seed production, but may indeed make seeds more valuable.
Процентное содержание жирной кислоты, такой как DPA, значительно изменялось между линиями по всем площадкам. Изменчивость процентного содержания для трансгенных линий была значительно (Р<0,05) более высокой по сравнению с нетрансгенными культиварами по всем участкам. Этот результат связан с трансгенной вставкой и не влияет на агрономию или производство зерна.The percentage of fatty acid such as DPA varied significantly between lanes across all sites. Percentage variability for transgenic lines was significantly (P<0.05) higher compared to non-transgenic cultivars across all plots. This result is related to the transgenic insert and does not affect agronomy or grain production.
Процентное содержание жирной кислоты, такой как DHA, значительно изменялось (Р<0,05) между линиями по всем восьми площадкам. Изменчивость процентного содержания для трансгенных линий была значительно (Р<0,05) более высокой по сравнению с нетрансгенными культиварами по всем площадкам. Этот результат связан с трансгенной вставкой и не влияет на коммерческую агрономию или производство зерна. Изменчивость между трансгенными линиями сибсов использовали в качестве основы для отбора.The percentage of fatty acid such as DHA varied significantly (P<0.05) between lanes across all eight sites. Percentage variability for transgenic lines was significantly (P<0.05) higher than for non-transgenic cultivars across all sites. This result is related to the transgenic insertion and does not affect commercial agronomy or grain production. Variation between transgenic sibling lines was used as a basis for selection.
Процентное содержание DHA по площадкам и сравнение элитного события NS-B5OO27-4 с нетрансгенными культиварами (по данным анализа методом GC-FID) показано в табл. 4 (анализ REML; F pr<0,001 Sig для всех площадок).The percentage of DHA by sites and comparison of the elite event NS-B5OO27-4 with non-transgenic cultivars (according to GC-FID analysis) are shown in Table. 4 (REML analysis; F pr<0.001 Sig for all sites).
Таблица 4Table 4
Среднее % содержание DHA (С22:6пЗ) на площадках по культивару/элитному событиюAverage % DHA content (С22:6p3) on sites by cultivar/elite event
Прогнозируемое содержание DHA, выраженное в кг/га, рассчитанное на основе профиля жирныхPredicted DHA content, expressed in kg/ha, calculated from the fat profile
- 44 041446 кислот, процентного содержания масла в семени и выхода зерна, значительно изменялось (Р<0,05) между линиями по всем площадкам. Изменчивость процентного содержания для трансгенных линий было значительно (Р<0,05) более высокой по сравнению с нетрансгенными линиями по всем площадкам. Этот результат связан с трансгенной вставкой и не влияет на коммерческую агрономию или производство зерна. Изменчивость между трансгенными линиями сибсов использовали в качестве основы для отбора. Была отмечена высокая стабильность DHA, выраженная в единицах продукции на единицу площади (кг/га), что обусловлено низкой изменчивостью по площадкам содержания масла в семенах и процентного содержания DHA, продуцируемой в семенах.- 44 041446 acids, the percentage of oil in the seed and the yield of grain, varied significantly (P<0.05) between lines across all sites. Percentage variability for transgenic lines was significantly (P<0.05) higher than for non-transgenic lines across all sites. This result is related to the transgenic insertion and does not affect commercial agronomy or grain production. Variation between transgenic sibling lines was used as a basis for selection. High stability of DHA, expressed in units of production per unit area (kg/ha), was noted due to low site variability in seed oil content and percentage of DHA produced in seeds.
Прогнозируемый выход DHA (кг/га) по площадкам и сравнение элитного события NS-B50027-4 с нетрансгенными культиварами показано в табл. 5 (анализ REML, F pr<0,001 Sig для всех площадок).The predicted yield of DHA (kg/ha) by site and comparison of the elite event NS-B50027-4 with non-transgenic cultivars are shown in Table 1. 5 (REML analysis, F pr<0.001 Sig for all sites).
Таблица 5Table 5
Средний прогнозируемый выход DHA (кг/га) на площадках по линиямAverage predicted yield of DHA (kg/ha) at sites by lines
Что касается содержания в семенах LC-PUFA омега-3 - процентного содержания ЕРА, DPA и DHA (измеренного с помощью HPLC) - процентное содержание LC-PUFA значительно изменялось (Р<0,05) между линиями по всем восьми площадкам. Изменчивость % содержания для трансгенных линий была значительно (Р<0,05) более высокой по сравнению с культиварами по всем экспериментам. Этот результат связан с трансгенной вставкой и не влияет на агрономию или коммерческое производство зерна. Изменчивость между трансгенными линиями сибсов использовали в качестве основы для отбора. Следовые количества LC-PUFA, наблюдаемые в нетрансгенных линиях, вероятно, были связаны с потоком пыльцы, движением семян или ошибкой GC-FID.With regard to omega-3 LC-PUFA seed content - EPA, DPA and DHA percentage (measured by HPLC) - LC-PUFA percentage varied significantly (P<0.05) between lines across all eight plots. Variability in % content for transgenic lines was significantly (P<0.05) higher compared to cultivars in all experiments. This result is related to the transgenic insertion and does not affect agronomy or commercial grain production. Variation between transgenic sibling lines was used as a basis for selection. Trace amounts of LC-PUFA observed in non-transgenic lines were likely due to pollen flow, seed movement, or GC-FID error.
В табл. 6 показаны значения в процентах, определенные методом GC-FID (анализ REML; F рг<0,001 Sig для всех площадок).In table. 6 shows the percentage values determined by the GC-FID method (REML analysis; F pr<0.001 Sig for all sites).
Таблица 6Table 6
Площадка по культивару или трансгенной линии: среднее содержание LC-PUFA в семенах (% сумма EPA+DPA+DHA)Site by cultivar or transgenic line: average content of LC-PUFA in seeds (% sum of EPA+DPA+DHA)
-45041446-45041446
Прогнозируемое содержание LC-PUFA, выраженное в кг/га, рассчитанное на основе профиля жирных кислот, % содержания масла в семенах и выхода зерна, значительно изменялось (Р<0,05) между обрабатываемыми линиями по всем площадкам. Изменчивость % содержания для трансгенных линий была значительно (Р<0,05) более высокой по сравнению с культиварами по всем экспериментам. Этот результат связан с трансгенной вставкой и не оказывает коммерческого влияния на агрономию или производство зерна. Изменчивость между трансгенными линиями сибсов использовали в качестве основы для отбора. Следовые количества в семенах культиваров, по-видимому, связаны с потоком пыльцы, движением семян или ошибкой HPLC. Была отмечена высокая стабильность LC-PUFA, выраженная в единицах продукции на единицу площади (кг/га), что обусловлено низкой изменчивостью по площадкам содержания масла в семенах и процентного содержания DHA, продуцируемой в семенах. См. также фиг. 2 и 3.The predicted LC-PUFA content, expressed in kg/ha, calculated from the fatty acid profile, % seed oil content, and grain yield, varied significantly (P<0.05) between treated lines across all sites. Variability in % content for transgenic lines was significantly (P<0.05) higher compared to cultivars in all experiments. This result is due to the transgenic insertion and has no commercial impact on agronomy or grain production. Variation between transgenic sibling lines was used as a basis for selection. Trace amounts in cultivar seeds appear to be related to pollen flow, seed movement, or HPLC error. High stability of LC-PUFA, expressed in units of production per unit area (kg/ha), was noted due to low site variability in seed oil content and the percentage of DHA produced in seeds. See also FIG. 2 and 3.
В табл. 7 показано прогнозируемое содержание LC-PUFU в кг/га (F ρκΟ,ΟΟί для всех площадок).In table. 7 shows the predicted content of LC-PUFU in kg/ha (F ρκΟ,ΟΟί for all sites).
Таблица 7Table 7
Среднее прогнозируемое содержание LC-PUFA (кг/га) в семенах на площадках по культиварам (линиям)Average predicted content of LC-PUFA (kg/ha) in seeds at sites by cultivars (lines)
Содержание масла в семенах, определенное с помощью ЯМР, также было сведено в таблицу для каждой из площадок культивирования и представлено в табл. 8 (в процентах; анализ REML; F ρκΟ,ΟΟί Sig для всех площадок).The oil content of the seeds, determined by NMR, was also tabulated for each of the cultivation sites and presented in table. 8 (in percent; REML analysis; F ρκΟ,ΟΟί Sig for all sites).
-46041446-46041446
Таблица 8Table 8
Среднее содержание масла в семенах (%) на площадках по культиварамAverage oil content in seeds (%) on sites by cultivars
Дополнительный анализ содержания жирных кислот в семенах NS-B50027-4 представлен в табл. 9.Additional analysis of the content of fatty acids in the seeds of NS-B50027-4 is presented in table. 9.
Таблица 9Table 9
Подробные данные по содержанию жирных кислот в семени NS-B50027-4Detailed Fatty Acid Content of Seed NS-B50027-4
-47041446-47041446
Данные в табл. 9 подтверждают, что дополнительно к жирным кислотам LC-ω3 семена NS-B50027-4 также содержат значительно большее количество ALA по сравнению с обычными сортами канолы. См. также табл. 3. Хотя ALA не является LC-PUFA, она является жирной кислотой ω3. Отношение жирных кислот ω3:ω6 в масле семян NS-B5OO27-4 в табл. 9 находится в диапазоне от около 3,59 до около 6,12; отношение жирных кислот ω3:ω6 в обычном масле канолы составляет около 0,5. См. Patterson et al., J. Nutr. Metab, 2012:539426 (2012).The data in the table. 9 confirm that, in addition to LC-ω3 fatty acids, NS-B50027-4 seeds also contain significantly higher amounts of ALA compared to conventional canola varieties. See also table. 3. Although ALA is not an LC-PUFA, it is a ω3 fatty acid. The ratio of fatty acids ω3:ω6 in NS-B5OO27-4 seed oil in Table. 9 is in the range of about 3.59 to about 6.12; the fatty acid ratio ω3:ω6 in conventional canola oil is about 0.5. See Patterson et al., J. Nutr. Metab, 2012:539426 (2012).
В табл. 10 представлены данные, относящиеся к процентному содержанию DHA и LC-PUFA в семенах от шестнадцати поколений элитного события NS-B50027-4, выращенных на экспериментальных площадках в Австралии. Дополнительные полевые испытания в Австралии позволили получить объемные семена с 9,6% DHA и 10,1% LC-PUFA.In table. 10 shows data relating to the percentage of DHA and LC-PUFA in seeds from sixteen generations of elite event NS-B50027-4 grown in experimental sites in Australia. Additional field testing in Australia yielded bulk seeds with 9.6% DHA and 10.1% LC-PUFA.
- 48 041446- 48 041446
Таблица 10Table 10
DHA% и LC-PUFA% в семенах от элитного события NS-B50027-4 на поколениеDHA% and LC-PUFA% in seeds from elite event NS-B50027-4 per generation
Кроме того, возможность выращивать NS-B50027-4 в Канаде тестировали в контролируемых экспериментальных условиях на двух различных площадках в 2016 г. В табл. 11 представлено сравнение агрономических данных и данных по выходу NS-B5OO27-4 т нескольких нетрансгенных линий канолы.In addition, the ability to grow NS-B50027-4 in Canada was tested under controlled experimental conditions at two different sites in 2016. 11 shows a comparison of agronomic and NS-B5OO27-4 yield data from several non-transgenic canola lines.
Таблица 11Table 11
Данные агрономических измерений для нетрансгенных культиваров канолы и экспериментальных трансгенных тестируемых линий, полученные на двух экспериментальных площадках в Канаде в 2016 г.Agronomic measurement data for non-transgenic canola cultivars and experimental transgenic test lines from two experimental sites in Canada in 2016.
Так как линия канолы NS-B50027-4 является по существу гомогенной, ее можно воспроизвести путем посева семян этой линии, выращивания полученных растений канолы в условиях самоопыления илиSince the canola line NS-B50027-4 is essentially homogeneous, it can be reproduced by sowing seeds of this line, growing the resulting canola plants under self-pollination conditions, or
- 49 041446 опыления сибсов в условиях надлежащей изоляции, и сбора полученных семян с использованием традиционных агрономических методов.- 49 041446 pollination of siblings under conditions of proper isolation, and collection of the resulting seeds using traditional agronomic methods.
Пример 2. Сегреганты NS-B50027-4.Example 2 Segregants NS-B50027-4.
Как отмечено выше, NS-B50027-4 содержит вставку из шестнадцати генов (две инвертированные кассеты по восемь генов каждая) и вставку из четырех генов; каждая вставка представляет отдельный локус в геноме растения. Комбинация скрещивания, возвратного скрещивания и самоскрещивания отщепляла вставку из шестнадцати генов в хромосому А05 (Локус А05 сегреганта) и вставку из четырех генов в хромосому А02 (Локус А02 сегреганта). Агрономические данные для этих сегрегантов сравнивали с NS-B5OO27-4 и нетрансгенными культиварами, выращенными на четырех различных экспериментальных площадках в Австралии. Обобщенные данные показаны в табл. 12, в которой представлены средние значения по четырем экспериментальным площадкам (анализ REML; F pr<0,001 Sig для всех признаков).As noted above, NS-B50027-4 contains a sixteen-gene insert (two inverted cassettes of eight genes each) and a four-gene insert; each insert represents a separate locus in the plant genome. The combination of crossing, backcrossing and self-crossing cleaved off a sixteen-gene insertion on the A05 chromosome (A05 segregant locus) and a four-gene insertion on the A02 chromosome (segregant A02 locus). Agronomic data for these segregants were compared with NS-B5OO27-4 and non-transgenic cultivars grown at four different experimental sites in Australia. The summarized data are shown in Table. 12, which shows mean values from four experimental sites (REML analysis; F pr<0.001 Sig for all traits).
Таблица 12Table 12
Данные агрономического измерения для нетрансгенных культиваров канолы и экспериментальных трансгенных тестовых линий по четырем экспериментальным площадкам в 2016 г.Agronomic measurement data for non-transgenic canola cultivars and experimental transgenic test lines from four experimental sites in 2016
Дополнительно к мощности растения и другим агрономическим характеристикам, кроме того, характеризовали выход зерна (т/га), как показано в табл. 13, в которой процентное содержание масла определяли с помощью NMR, и сорт AV Garnet, используемый в качестве линии сравнения, принимали за 100% в отношении содержания масла в семенах.In addition to plant vigor and other agronomic characteristics, grain yield (t/ha) was also characterized, as shown in Table 1. 13, in which the percentage of oil was determined by NMR, and the AV Garnet variety used as a comparison line was taken as 100% in terms of seed oil content.
Таблица 13Table 13
Выход зерна (т/га) и данные, характеризующие семена, для нетрансгенных культиваров канолы и экспериментальных трансгенных тестовых линий по четырем экспериментальным площадкам в 2016 г.Grain yield (t/ha) and seed characterization data for non-transgenic canola cultivars and experimental transgenic test lines from four experimental sites in 2016
- 50 041446- 50 041446
Среднее содержание DHA и LC-PUFA по площадкам для NS-B50027-4 T3 составило около 6,2% для DHA и около 7,1% для LC-PUFA, и среднее содержание DHA и LC-PUFA по площадкам для NS-B50027-4 Т5 составило около 7,4% для DHA и около 8,6% для LC-PUFA, что свидетельствует о генетическом эффекте в поколениях от T3 до Т5.The site average DHA and LC-PUFA for NS-B50027-4 T3 was about 6.2% for DHA and about 7.1% for LC-PUFA, and the site average DHA and LC-PUFA for NS-B50027- 4 T5 was about 7.4% for DHA and about 8.6% for LC-PUFA, indicating a genetic effect in generations from T3 to T5.
Кроме того, в отношении Локуса А02 сегреганта, эта трансгенная линия, происходящая из NS-B50027-4, содержит следующие четыре трансгена: А6-десатуразу (происходящую из М. pusilla), А5-элонгазу (происходящую из P. cordata), А5-десатуразу (происходящую из P. salina) и А15/ш3-десатуразу (происходящую из P. pastoris). Хотя эта линия производит масло семян, в Локусе А02 сегреганта отсутствуют ферменты, необходимые для продукции LC-PUFA и DHA (см. фиг. 1). В частности, в нем отсутствует А12-десатураза, которая обеспечивает ранний субстрат, LA, А6-элонгазу, превращающую SDA в ЕТА, и А4-десатураза, которая превращает DPA в DHA. Как ожидалось, нормативные полевые испытания показали, что Локус А02 сегреганта продуцировал менее 1% LC-PUFA (EPA+DPA+DHA). Для сравнения Локус А05 сегреганта содержит полный набор ферментов для биосинтеза DHA, и нормативные полевые испытания показали, что он продуцировал около 4% DHA в примерно 4,5% LC-PUFA. Удивительно, но в этом же нормативном полевом испытании линия NS-B50027-4 продуцировала около 7,4% DHA в примерно 8,4% LC-PUFA (это испытание показало неоптимальный сбор). То, что линия NS-B50027-4 продуцировала значительно больше DHA, чем Локус А05 сегреганта, является удивительним, так как, например, Локус А02 сегреганта не обеспечивает дополнительную А4-десатуразу, которая превращает DPA в DHA. Локус А02 сегреганта обеспечивает потенциал для повышения урожая.In addition, with respect to the segregant A02 locus, this transgenic line, derived from NS-B50027-4, contains the following four transgenes: A6-desaturase (derived from M. pusilla), A5-elongase (derived from P. cordata), A5- desaturase (originating from P. salina); and A15/m3 desaturase (originating from P. pastoris). Although this line produces seed oil, the A02 locus of the segregant lacks the enzymes necessary for the production of LC-PUFA and DHA (see FIG. 1). In particular, it lacks A12 desaturase, which provides the early substrate, LA, A6 elongase, which converts SDA to ETA, and A4 desaturase, which converts DPA to DHA. As expected, regulatory field trials showed that the segregant's A02 Locus produced less than 1% LC-PUFA (EPA+DPA+DHA). In comparison, the A05 locus of the segregant contains a complete set of enzymes for DHA biosynthesis, and regulatory field tests have shown that it produced about 4% DHA in about 4.5% LC-PUFA. Surprisingly, in the same regulatory field trial, the NS-B50027-4 line produced about 7.4% DHA in about 8.4% LC-PUFA (this trial showed a sub-optimal collection). That the NS-B50027-4 line produced significantly more DHA than the segregant's A05 locus is surprising since, for example, the segregant's A02 locus does not provide the additional A4 desaturase that converts DPA to DHA. The A02 locus of the segregant provides the potential for yield enhancement.
Локусы А02 и А05 могут быть сегрегированы из NS-B50027-4 и использованы для дальнейшего генерирования потомства, происходящего из NS-B50027-4. Например, сегрегированный локус А02 может быть пакетирован в другие линии, продуцирующие LC-PUFA, такие как линия Full Single, содержащая одну вставку из семи трансгенов, для биосинтеза DHA для увеличения продукции LC-PUFA в этой линии. Действительно семена гомозиготного потомства F4, пакетированного путем интрогрессии локуса А02 в реципиент Full Single, показали 6% увеличение DHA по сравнению с реципиентной линией Full Single. Интересно, что это гомозиготное потомство, содержащее локус А02, продуцировало больше DHA, чем гомозиготная линия Full Single F4, пакетированная сегрегированным локусом А05. Следует учесть, что линия NS-B50027-4 продуцировала больше DHA, чем линия Full Single, и Full Single, пакетированная NS-B50027-4 (оба локуса), также показала увеличение продукции DHA по сравнению с Full Single.The A02 and A05 loci can be segregated from NS-B50027-4 and used to further generate progeny derived from NS-B50027-4. For example, the segregated A02 locus can be packaged into other LC-PUFA producing lines, such as the Full Single line containing one insert of seven transgenes for DHA biosynthesis to increase LC-PUFA production in that line. Indeed, seeds of homozygous F4 progeny bundled by introgression of the A02 locus into a Full Single recipient showed a 6% increase in DHA compared to the Full Single recipient line. Interestingly, this homozygous progeny containing the A02 locus produced more DHA than the homozygous Full Single F4 line bundled with the segregated A05 locus. Of note, the NS-B50027-4 line produced more DHA than the Full Single line, and Full Single bundled NS-B50027-4 (both loci) also showed an increase in DHA production compared to Full Single.
Локус А02 NS-B50027-4 может быть интрогрессирован в рекуррентную Brassica или канолу, которая продуцирует другие LC-PUFA, такие как ЕРА или DPA, для увеличения продукции LC-PUFA в этой Brassica или каноле. Например, описано трансгенное растение В. juncea, которое продуцирует значительные количества DPA в семенах. WO 2015089587. Интрогрессия сегрегированного локуса А02 NS-B50027-4 в это растение В. juncea повысила количество DPA, продуцируемой в семенах. Аналогично растение Brassica, трансформированное биосинтетическим путем для выработки ЕРА (например, трансгенная вставка(и), не включающая ни А5-элонгазу, ни А4-десатуразу), продуцирует значительные количества ЕРА в семенах; и продукция ЕРА повысилась путем интрогрессивной гибридизации с локусом А02 NS-B50027-4.The A02 NS-B50027-4 locus can be introgressed into recurrent Brassica or canola that produces other LC-PUFAs such as EPA or DPA to increase LC-PUFA production in that Brassica or canola. For example, a transgenic plant, B. juncea, has been described that produces significant amounts of DPA in seeds. WO 2015089587. Introgression of the segregated A02 locus NS-B50027-4 into this B. juncea plant increased the amount of DPA produced in seeds. Similarly, a Brassica plant biosynthetically transformed to produce EPA (eg, transgenic insert(s) containing neither A5 elongase nor A4 desaturase) produces significant amounts of EPA in seeds; and EPA production was increased by introgressive hybridization with the A02 locus of NS-B50027-4.
Пример 3. Сравнительный аллель-специфический анализ методом PCR (KASP).Example 3 Comparative allele-specific PCR analysis (KASP).
Фенотипическая экспрессия трансгенов в каноле определяется как структурой самой трансгенной кассеты, так и локализацией ее вставки в геноме растения: присутствие трансгенов в определенных локализациях в геноме растения может влиять на экспрессию трансгена и общий фенотип растения. Включение рекомбинантной молекулы ДНК в геном растения обычно происходит в результате трансформации клетки или ткани (или в результате другой генетической манипуляции). Конкретный(ые) сайт(ы) включения может(могут) быть случайным или предварительно определенным (если используется процесс таргетной интеграции). Агрономически или промышленно успешное введение представляющего коммерческий интерес признака в растение путем генетической манипуляции может представлять длительную процедуру, в зависимости от различных факторов. Фактическая трансформация и регенерация генетически трансформированных растений являются только первой в сериях стадий отбора, которые включают обширное генетическое исследование, разведение и оценку в полевых испытаниях, что в конечном итоге приводит к отбору элитного события.The phenotypic expression of transgenes in canola is determined both by the structure of the transgene cassette itself and by the localization of its insertion in the plant genome: the presence of transgenes in certain localizations in the plant genome can affect transgene expression and the overall plant phenotype. The incorporation of a recombinant DNA molecule into the plant genome usually occurs as a result of cell or tissue transformation (or other genetic manipulation). The specific inclusion site(s) may be random or pre-defined (if a targeted integration process is used). Agronomically or industrially successful introduction of a trait of commercial interest into a plant by genetic manipulation can be a lengthy procedure, depending on various factors. The actual transformation and regeneration of genetically transformed plants is only the first in a series of selection steps that involve extensive genetic research, breeding and evaluation in field trials, which ultimately leads to the selection of an elite event.
Линия NS-B50027-4 была разработана после масштабной селекции и полевых испытаний и обеспечивает культивар канолы, который продуцирует около 7-15% DHA (мас.% от общего содержания жирных кислот) в масле семени. Генетический анализ показал, что линия NS-B50027-4 имеет трансгенную вставку на хромосоме А02 и еще одну трансгенную вставку на хромосоме А05. Вставка на А05 содержит две полные Т-ДНК-ограниченные кассеты по восемь генов (Micpu-A6D, Pyrco-A5E, Pavsa-A5D, Picpaω3D, Pavsa-A4D, Lackl-A12D, Pyrco-A6E и маркер PAT) в ориентации голова-к-голове (RB-LB:LB-RB). Вставка на хромосоме А02 содержит набор из четырех генов Micpu-A6D, Pyrco-A5E, Pavsa-A5D и Picpaω3D. Удивительно, что скрещивание путем сегрегации показало, что вставки на хромосоме А02 и хромосоме А05 были необходимы для достижения продукции DHA, составляющей около 11%.The NS-B50027-4 line was developed after extensive breeding and field trials and provides a canola cultivar that produces about 7-15% DHA (wt% of total fatty acids) in the seed oil. Genetic analysis showed that the NS-B50027-4 line has a transgenic insert on the A02 chromosome and another transgenic insert on the A05 chromosome. Insert on A05 contains two complete T-DNA-restricted cassettes of eight genes (Micpu-A6D, Pyrco-A5E, Pavsa-A5D, Picpaω3D, Pavsa-A4D, Lackl-A12D, Pyrco-A6E and PAT marker) in head-to-orientation -head (RB-LB:LB-RB). The insert on chromosome A02 contains a set of four Micpu-A6D, Pyrco-A5E, Pavsa-A5D, and Picpaω3D genes. Surprisingly, cross segregation showed that insertions on chromosome A02 and chromosome A05 were required to achieve a DHA production of about 11%.
- 51 041446- 51 041446
Около 1200 потомков из восьми различных ВС и F2 популяций DHA-обогащенной канолы, полученных в результате разведения путем интрогрессии, использовали для выделения ДНК на основе стандартной операционной процедуры (SOP) фирмы LGC Octopure, разработанной в лаборатории Nuseed Molecular Lab в Woodland. Вкратце два диска лиофилизированных листьев диаметром 0,25 дюйма измельчали в 300 мкл буфера для выделения ДНК (100 мМ Трис-HCl, РН 8,0; 25 мМ EDTA, РН 8,0; 0,5% SDS, 1,5 М NaCl) при 1400 об/мин в течение 8 мин с помощью устройства GenoGrinder. После инкубации на водяной бане при 55°C в течение 45 мин и центрифугирования при 4500 об/мин в течение 30 мин, 50 мкл супернатанта переносили в 100 мкл связывающего буфера фирмы LGC с магнитными частицами sbeadex. После связывания и промывания ДНК элюировали в 80 мкл буфера для элюирования ДНК фирмы LGC.Approximately 1200 introgressively bred progeny from eight different BC and F 2 populations of DHA-rich canola were used for DNA extraction based on LGC Octopure's standard operating procedure (SOP) developed at the Nuseed Molecular Lab in Woodland. Briefly, two 0.25 inch disks of lyophilized leaves were ground in 300 µl of DNA isolation buffer (100 mM Tris-HCl, pH 8.0; 25 mM EDTA, pH 8.0; 0.5% SDS, 1.5 M NaCl ) at 1400 rpm for 8 min using the GenoGrinder. After incubation in a water bath at 55°C for 45 min and centrifugation at 4500 rpm for 30 min, 50 µl of the supernatant was transferred into 100 µl of LGC binding buffer with sbeadex magnetic particles. After binding and washing, the DNA was eluted in 80 μl of DNA elution buffer from LGC.
Концентрацию ДНК измеряли на приборе NanoDrop 8000 (Thermo Scientific), которая находилась в диапазоне 5,0-20,0 нг/мкл со средним значением 10,0 нг/мкл. Образцы ДНК разбавляли 1х. Для каждой реакции 2,0 мкл (~ 5,0 нг/мкл) образца геномной ДНК и 2 мкл мастер-микса с праймерами вносили в лунки 384-луночного планшета для генотипирования KASP.The DNA concentration was measured on a NanoDrop 8000 instrument (Thermo Scientific), which ranged from 5.0-20.0 ng/µl with an average value of 10.0 ng/µl. DNA samples were diluted 1x. For each reaction, 2.0 µl (~5.0 ng/µl) of the genomic DNA sample and 2 µl of primer master mix were added to the wells of a 384-well KASP genotyping plate.
Дополнительно к потомству из популяций DHA-обогащенной канолы, полученных в результате интрогрессии, восемь контролей было включено в генотипирование. Они включали два контроля без ГМО (Dwarf и AV Jade), два гемизиготных контроля (2,5 нг Av Jade или 2,5 нг Dwarf + 2,5 нг В0050-027-18-2012-19); два положительных по событию контроля (В0050-027-18-20-12-19) и четыре нетемплатных контроля (NTC). Положительный контроль (растение Т5 В0050-027-18-20-12-19) ранее использовали для характеристики события DHA канолы посредством секвенирования.In addition to progeny from introgressed DHA-rich canola populations, eight controls were included in genotyping. They included two non-GMO controls (Dwarf and AV Jade), two hemizygous controls (2.5 ng Av Jade or 2.5 ng Dwarf + 2.5 ng B0050-027-18-2012-19); two positive event controls (B0050-027-18-20-12-19) and four non-template controls (NTC). A positive control (plant T5 B0050-027-18-20-12-19) was previously used to characterize a canola DHA event by sequencing.
Анализы KASP были разработаны для обеспечения простых, экономически эффективных, высокопроизводительных и гибких способов обнаружения и мониторинга восьми трансгенов и четырех NS-В50027-4-специфических соединений, а также для дополнительного облегчения интрогрессии NS-B50027-4 в программах разведения. Химию генотипирования KASP™, дизайн анализа, генотипирование и оценку выполняли в соответствии со стандартным протоколом производителя (LGC Ltd., Middlesex, UK) с модификациями.The KASP assays were designed to provide a simple, cost-effective, high throughput and flexible way to detect and monitor eight transgenes and four NS-B50027-4 specific compounds, and to further facilitate NS-B50027-4 introgression in breeding programs. KASP™ genotyping chemistry, assay design, genotyping and evaluation were performed according to the manufacturer's standard protocol (LGC Ltd., Middlesex, UK) with modifications.
Информацию о последовательности загружали в LGC Kraken Workflow Manager, и анализы KASP разрабатывали с использованием его программы для разработки анализа Primer Picker. Типичный анализ KASP включает два аллель-специфических праймера (Primer_Allele X для трансгенного аллеля и Primer_Allele Y для нетрансгенного аллеля дикого типа) и один общий локус-специфический праймер (PrimerCommon). Primer_Allele X связан с флуоресцентным красителем FAM, и Primer_Allele Y с флуоресцентным красителем HEX.Sequence information was loaded into the LGC Kraken Workflow Manager and KASP assays were designed using its Primer Picker assay design software. A typical KASP assay includes two allele-specific primers (Primer_Allele X for the transgenic allele and Primer_Allele Y for the wild-type non-transgenic allele) and one common locus-specific primer (PrimerCommon). Primer_Allele X is bound to the FAM fluorescent dye, and Primer_Allele Y to the HEX fluorescent dye.
Большинство анализов, нацеленных на участки соединения, представляли собой этот тип анализов с тремя праймерами (табл. 14). Для детекции DHA-обогащенной канолы также были разработаны анализы с четырьмя праймерами в дополнение к обычным анализам с тремя праймерами, упомянутым выше. Анализы с четырьмя праймерами включали трансгенный аллель-специфический Primer_Allele X, аллельспецифический PrimerAllele Y дикого типа, PrimerCommon, специфичный для гена Омега 3 и специфичный для дикого типа PrimerCommon 2 в реакции. Для детекции восьми генов в кассете Омега 3 в каждом анализе использовали только два праймера, Primer_Allele X и Primer_Common (анализ с двумя праймерами); оба праймера были специфичными для гена Омега-3 (табл. 14).Most of the assays targeting junction sites were this type of assay with three primers (Table 14). Four primer assays have also been developed for the detection of DHA-enriched canola, in addition to the conventional three primer assays mentioned above. Four primer assays included transgenic allele-specific Primer_Allele X, wild-type allele-specific PrimerAllele Y, PrimerCommon, specific for the Omega 3 gene, and wild-type specific PrimerCommon 2 in reaction. To detect the eight genes in the Omega 3 cassette, only two primers, Primer_Allele X and Primer_Common, were used in each assay (two primer assay); both primers were specific for the Omega-3 gene (Table 14).
- 52 041446- 52 041446
Таблица 14Table 14
Последовательности праймеров из 28 анализов KASP для детекции и отбора с помощью маркера (MAS) DHA-обогащенной канолыPrimer sequences from 28 KASP assays for marker-assisted detection and selection (MAS) of DHA-enriched canola
- 53 041446- 53 041446
- 54 041446- 54 041446
Для системы генотипирования KASP требуется два компонента: Assay mix и Master mix (мастермикс). Assay mix представляет собой смесь требуемых праймеров, и мастер-микс содержит все другие необходимые компоненты, включая буфер PCR, универсальную флуоресцентную систему получения информации и Taq-полимеразу.The KASP genotyping system requires two components: Assay mix and Master mix. The assay mix is a mixture of the required primers and the master mix contains all other required components including PCR buffer, universal fluorescent imaging system and Taq polymerase.
Реакцию KASP проводили в объеме 4,0 мкл, состоящем из 2,0 мкл (10,0 нг) геномной ДНК, 2,0 мкл 2х мастер-микса KASP и 0,06 мкл Assay mix (праймеры). Assay mix (праймеры) представляют собой комбинацию 12 мкМ аллель-специфического Primer_Allele X и 12 мкМ Primer_Common для анализа с двумя праймерами, комбинацию 12 мкМ аллель-специфического Primer_Allele X, 12 мкМ аллельспецифического Primer_Allele Y и 30 мкМ Primer_Common для анализов с тремя праймерами, и комбинацию 12 мкМ аллель-специфического Primer_Allele X, 12 мкМ аллель-специфического PrimerAllele Y, 12 мкМ PrimerCommon и 12 мкМ Primer_Common2 для анализов с четырьмя праймерами.The KASP reaction was run in a 4.0 µl volume consisting of 2.0 µl (10.0 ng) genomic DNA, 2.0 µl 2x KASP master mix, and 0.06 µl Assay mix (primers). The assay mix (primers) is a combination of 12 µM allele-specific Primer_Allele X and 12 µM Primer_Common for dual primer assays, a combination of 12 µM allele-specific Primer_Allele X, 12 µM allele-specific Primer_Allele Y, and 30 µM Primer_Common for triple primer assays, and a combination of 12 μM allele-specific Primer_Allele X, 12 μM allele-specific PrimerAllele Y, 12 μM PrimerCommon and 12 μM Primer_Common2 for four primer assays.
Реакции проводили в 384-луночном планшете в LGC Hydrocycler 16, используя следующие параметры циклов: 1 цикл при 94°C в течение 15 мин, затем восемь циклов при 94°C в течение 30 с и при 64°C-57°C (падение на 1,0°C за цикл) в течение 60 с, а затем тридцать циклов при 94°C в течение 30 с и при 57°C в течение 60 с. Если четкие кластеры генотипирования не были получены, планшет дополнительно подвергали температурному циклу, используя три дополнительных цикла при 94°C в течение 30 с и при 57°C в течение 60 с.Reactions were run in a 384-well plate in an LGC Hydrocycler 16 using the following cycle settings: 1 cycle at 94°C for 15 min followed by eight cycles at 94°C for 30 s and at 64°C-57°C (drop 1.0°C per cycle) for 60 s, followed by thirty cycles at 94°C for 30 s and at 57°C for 60 s. If no clear genotyping clusters were obtained, the plate was further temperature cycled using three additional cycles at 94°C for 30 seconds and at 57°C for 60 seconds.
После завершения реакций KASP трансгенный аллель метили FAM посредством Primer_Allele X, и нетрансгенный аллель дикого типа метили HEX посредством PrimerAllele Y. Флуоресцентные сигналы считывали на микропланшетном считывающем устройстве PheraStar при длине волны возбуждения 485 нм и длине волны излучения 520 нм для FAM и при 535/556 нм для HEX. Данные анализировали с использованием базы данных LGC Kraken.After completion of the KASP reactions, the transgenic allele was labeled with FAM with Primer_Allele X, and the non-transgenic wild-type allele was labeled with HEX with PrimerAllele Y. Fluorescent signals were read on a PheraStar microplate reader at 485 nm excitation wavelength and 520 nm emission wavelength for FAM and at 535/556 nm for HEX. Data was analyzed using the LGC Kraken database.
Восемь ген-специфических доминантных анализов (NBN01-NBN08; один анализ/ген) было разработано для детекции восьми генов в кассете конструкции. Всего двадцать специфичных для вставки кодоминантных анализов KASP, нацеленных на апстрим (NBN57, NBN68, NBN58, NBN85 и NBN14) и да- 55 041446 унстрим (NBN16, NBN62 и NBN64) области соединения вставки на А02, и апстрим (NBN52, NBN51, NBN09, NBN50, NBN48 и NBN10) и даунстрим (NBN83, NBN82, NBN84, NBN66, NBN41 и NBN43) области соединения вставки на А05, было разработано и подтверждено с использованием 1200 потомков полученных путем интрогрессии популяций NS-B50027-4 (табл. 14). Более 10000 образцов было генотипировано с помощью этих маркеров.Eight gene-specific dominant assays (NBN01-NBN08; one assay/gene) were designed to detect eight genes in the construct cassette. A total of twenty insert-specific codominant KASP assays targeting the upstream (NBN57, NBN68, NBN58, NBN85, and NBN14) and downstream (NBN16, NBN62, and NBN64) insertion junction regions at A02, and upstream (NBN52, NBN51, NBN09 , NBN50, NBN48, and NBN10) and downstream (NBN83, NBN82, NBN84, NBN66, NBN41, and NBN43) insertion junction regions on A05, was developed and validated using 1200 progeny of introgression-derived NS-B50027-4 populations (Table 14) . Over 10,000 samples have been genotyped with these markers.
Было разработано и подтверждено тридцать анализов методом конкурентной аллельспецифической PCR (KASP), нацеленных на восемь генов и четыре области соединения двух вставок события NS-B50027-4 DHA-обогащенной канолы. Эти анализы обеспечили простой, экономически эффективный, высокопроизводительный и гибкий подход к обнаружению и мониторингу NS-B50027-4 в программе разведения.Thirty competitive allele-specific PCR (KASP) assays were designed and validated targeting eight genes and four junction regions of two DHA-enriched canola NS-B50027-4 event inserts. These assays provided a simple, cost effective, high throughput and flexible approach to detect and monitor NS-B50027-4 in a breeding program.
Пример 4. Подробное сравнение NS-B50027-4 и нетрансгенной канолы.Example 4 Detailed comparison of NS-B50027-4 and non-transgenic canola.
Данные, касающиеся производства семян канолы на опытных полевых участках за 2014-2016 гг., сведены в таблицу. Диапазон DHA и общее содержание ЕРА+DPA+DHA основаны на нескольких наблюдениях в полевых условиях. Содержание основных жирных кислот как в NS-B50027-4, так и в нетрансгенной Контрольной каноле может варьироваться на несколько процентных пунктов в зависимости от условий выращивания. В следующей табл. 15 0,0 может относиться к следовому количеству, которое определяется как количество, меньше необходимого для точного определения количества компонента.Data relating to canola seed production at the experimental field plots for 2014-2016 are summarized in the table. The DHA range and total EPA+DPA+DHA levels are based on several observations in the field. The content of essential fatty acids in both NS-B50027-4 and non-transgenic Control canola can vary by several percentage points depending on growing conditions. In the next table. 15 0.0 may refer to a trace amount, which is defined as an amount less than needed to accurately determine the amount of a component.
Таблица 15Table 15
Подробное сравнение содержание жирных кислот в NS-B50027-4 с контролемDetailed comparison of fatty acid content in NS-B50027-4 with control
Семена, собранные в результате экспериментального культивирования NS-B50027-4, измельчали, и масло получали посредством холодного отжима. Семена, собранные от родительской изогенной линии, AV Jade, обрабатывали аналогичным образом, и состав каждого масла сравнивали, как показано в табл. 16.The seeds collected from the experimental cultivation of NS-B50027-4 were crushed, and the oil was obtained by cold pressing. Seeds harvested from the isogenic parent line, AV Jade, were treated in a similar manner and the composition of each oil was compared as shown in Table 1. 16.
- 56 041446- 56 041446
Таблица 16Table 16
NS-B50027-4 Состав маслаNS-B50027-4 Oil composition
В соответствии с Будапештским договором о международном признании депонирования микроорганизмов для целей патентной процедуры (1977 г.) заявители депонировали по меньшей мере 2500 семян Канолы NS-B50027-4 в Американской коллекции типовых культур (АТСС®), Manassas, VA., 20110-2209, США, 9 июня 2016 г. под номером доступа РТА-123186. Во время рассмотрения данной заявки доступ к изобретению может быть предоставлен Уполномоченному Бюро по патентам и товарным знакам США по запросу; все ограничения на доступ для общественности безвозвратно отменяются при выдаче патенUnder the Budapest Treaty on the International Recognition of the Deposit of Microorganisms for the Purposes of Patent Procedure (1977), Applicants have deposited at least 2,500 Canola seeds NS-B50027-4 with the American Type Culture Collection (ATCC®), Manassas, VA., 20110-2209 , USA, June 9, 2016. Accession number PTA-123186. During the course of this application, access to the invention may be made available to the U.S. Patent and Trademark Office upon request; all restrictions on access to the public are irrevocably lifted upon the issuance of patents
--
Claims (15)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US62/351,250 | 2016-06-16 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA041446B1 true EA041446B1 (en) | 2022-10-25 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20220162630A1 (en) | Inbred transgenic canola line ns-b50027-4 and seeds thereof | |
US12098375B2 (en) | Elite event canola NS-B50027-4 | |
EA041446B1 (en) | IMBRED TRANSGENIC CANOLA LINE NS-B50027-4 AND ITS SEEDS | |
EA042743B1 (en) | CANOLA WITH ELITE EVENT NS-B50027-4 | |
NZ789396A (en) | Inbred transgenic canola line ns-b50027-4 and seeds thereof | |
NZ788009A (en) | Elite event canola ns-b50027-4 |