改變植物細(xì)胞壁組成以改善生物燃料生產(chǎn)和青貯飼料可消化性的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供使用高爾基體靶向酶核酸及其編碼蛋白質(zhì)改變植物中所述非纖維素多糖表達(dá)的方法。本發(fā)明提供涉及改變植物中阿魏?；?、乙?；徒宦?lián)，使可用于生物燃料生產(chǎn)的生物質(zhì)和青貯飼料可消化性改善的方法和組分。本發(fā)明還提供包含所述核酸的重組表達(dá)盒、宿主細(xì)胞和轉(zhuǎn)基因植物。
【專(zhuān)利說(shuō)明】改變植物細(xì)胞壁組成以改善生物燃料生產(chǎn)和青貯飼料可消化性的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明整體涉及植物生物化學(xué)和分子生物學(xué)。更具體地講，其涉及酶、丁醇、乙醇、核酸以及調(diào)節(jié)它們?cè)谥参镏械拇嬖诘姆椒ā?br> 【背景技術(shù)】
[0002]2010年，美國(guó)的乙醇生產(chǎn)使用了總玉米作物的大約37%。由于人口的增長(zhǎng)帶來(lái)的全球食物需求增加，乙醇生產(chǎn)的當(dāng)務(wù)之急是探究除谷物之外的其他原料來(lái)源。在谷物收割后，稱(chēng)為秸桿的作物殘茬留在田地中。玉米植物中秸桿的比例大約與谷物相同，并且2/3的稻桿可 移除而不會(huì)顯著影響土壤有機(jī)質(zhì)含量(Dhugga, (2007)Crop Sc1.47:2211-2227 (Dhugga, 2007 年，《作物科學(xué)》，第 47 卷，第 2211-2227 頁(yè))；Graham, et al.，(2007)Agronomy Journal99:1-11 (Graham 等人,2007 年，《農(nóng)藝學(xué)雜志》，第 99 卷，第1-11 頁(yè)),Johnson Et al., (2006) Journal of Soil and Water Conservation61:120A-125A (Johnson 等人，2006 年，《水土保持雜志》，第 61 卷，第 120A-125A 頁(yè)),Perlack,et al.,(2005)Biomass as Feedstock for a Bioenergy and Bioproducts Industry:TheTechnical Feasibility of a Billion-Ton Annual Supply.U.S.Department of Energy,Oak Ridge, Tennessee (Perlack等人,2005年，《生物質(zhì)作為生物能源和生物制品行業(yè)的原料:年供應(yīng)十億噸的技術(shù)可行性》，美國(guó)能源部，田納西州橡樹(shù)嶺)，Wilhelm，et al.，(2004)Agronomy Journal96:1-17 (Wilhelm 等人,2004 年,《農(nóng)藝學(xué)雜志》,第 96 卷,第 1-17 頁(yè)))。一旦從作物殘茬制備糖得以理順頁(yè)和簡(jiǎn)化，則玉米秸桿單獨(dú)即可顯著貢獻(xiàn)于乙醇生產(chǎn)。
[0003]丁醇由于其低氧碳比及其不吸水的能力是作為生物燃料的醇的優(yōu)選形式。乙醇吸水，會(huì)促使供應(yīng)管道的腐蝕，而丁醇可克服該問(wèn)題。液體燃料通過(guò)管道的運(yùn)輸比通過(guò)機(jī)動(dòng)有軌車(chē)更經(jīng)濟(jì)。作物殘茬可基本上視為可用于生產(chǎn)這些醇(取決于哪種技術(shù)更有效)中的任何一者的糖平臺(tái)(Dhugga，2007 (Dhugga，2007年))。幾乎所有作物殘茬由細(xì)胞壁組成，所述細(xì)胞壁由嵌入半纖維素和木質(zhì)素基質(zhì)的纖維素微纖絲構(gòu)成。還存在少量蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)。草中的半纖維素主要由葡萄糖醛酸阿拉伯糖基木聚糖(GAX)，即一種帶有阿拉伯糖基和葡萄糖醒酸基殘基作為側(cè)基的木聚糖主鏈(Carpita, (1996)Annual Review OfPlantPhysiology And Plant Melecular Biology47:445-476 (Carpita, 1996 年,《植物生理學(xué)和植物分子生物學(xué)年評(píng)》，第47卷，第445-476頁(yè)))構(gòu)成。此外，乙酰基在木糖基殘基的第2個(gè)和第3個(gè)碳處酯化。GAX中所有木糖基殘基的大約1/2至1/3在玉米中是乙?；模欢?，乙酸(acetate)含量在物種間變化(Dhugga, 2007 (Dhugga, 2007年))。GAX中阿拉伯糖基殘基在聞爾基體中阿魏酸化。
[0004]從玉米秸桿生產(chǎn)乙醇還未帶來(lái)商業(yè)利潤(rùn)，主要是因?yàn)楣に囍杏袃蓚€(gè)瓶頸，即預(yù)處理成本和發(fā)酵效率。預(yù)處理用于松弛細(xì)胞壁，并且據(jù)信斷裂木質(zhì)素-木質(zhì)素和木質(zhì)素-多糖交聯(lián)鍵，從而增加細(xì)胞壁的碳水化合物部分與水解酶的可接近性(Dhugga，2007 (Dhugga, 2007年))。通過(guò)遺傳選擇或工程減少木質(zhì)素幾乎一定會(huì)導(dǎo)致生物質(zhì)產(chǎn)量的下降(Pedersen, et al.，(2005) Crop Science45:812-819 (Pedersen 等人，2005 年，《作物科學(xué)》，第45卷，第812-819頁(yè)))。本發(fā)明顯示減少細(xì)胞壁的阿魏酸含量而不對(duì)植物生物質(zhì)產(chǎn)生不利影響是可能的。
[0005]乙酸在發(fā)酵單胞菌(Zymomonas)和酵母(yeast) 二者中是已知的發(fā)酵抑制劑(Franden, et al., (2009)Journal of Biotechnologyl44:244-259 (Franden 等人，2009 年，《生物技術(shù)雜志》，第 144 卷，第 244-259 頁(yè))；Ho, et al.，(1999) “SuccessfulDesign and Development of Genetically Engineered Saccharomyces Yeasts forEffective Cofermentation of Glucose and Xylose from Cellulosic Biomass toFuel Ethanol，，Advances in Biotechnology/Engineering Vol.45, Ed.Th.Scheper,Springer-Verlag, Berlin Heidelberg (Ho等人，1999年用于從纖維素類(lèi)生物質(zhì)至燃料乙醇的葡萄糖和木糖有效共發(fā)酵的基因工程酵母(Saccharomyces)的成功設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)”，《生物技術(shù)/工程進(jìn)展》，第45卷，Th.Scheper編輯，施普林格出版社，柏林海德堡))。隨著乙醇行業(yè)的同步糖化發(fā)酵(SSF)趨勢(shì)，乙酸在生物質(zhì)預(yù)處理后留在處理罐中，因此會(huì)干擾發(fā)酵。
[0006]半纖維素多糖首先在高爾基體中制備，然后通過(guò)胞吐作用輸出到細(xì)胞壁(Northcote and Pickett-Heaps, (1966)Biochemical Journal98:159-167(Northcote 和Pickett-Heaps，1966 年，《生物化學(xué)雜志》，第 98 卷，第 159-167 頁(yè))；Ray, et al.，(1976)Ber.Deutsch.Bot Ges.Bd89:121-146 (Ray等人，1976年，《德國(guó)植物學(xué)會(huì)雜志》，第89卷，第121-146頁(yè)))。雖然通過(guò)突變遺傳學(xué)鑒定了影響細(xì)胞壁木聚糖含量的多個(gè)基因，但GAX生物合成的確切機(jī)制仍不清楚，使其成為通過(guò)影響高爾基體生物合成機(jī)制來(lái)改變細(xì)胞壁組成的挑占戈(Scheller and Ulvskov, (2010)Hemicelluloses.Annual Review of Plant Biology,pp263-289(Scheller和Ulvskov,2010年，“半纖維素”，《植物生物學(xué)年評(píng)》，第263-289頁(yè)))。
[0007]通過(guò)干擾單木質(zhì)醇生物合成途徑下調(diào)木質(zhì)素已在多個(gè)經(jīng)濟(jì)作物植物中實(shí)現(xiàn)；然而，這伴有生物質(zhì)產(chǎn)量下降。通過(guò)改變青貯飼料或乙醇生產(chǎn)的生物質(zhì)來(lái)改善可消化性不足以克服生物質(zhì)產(chǎn)量下降導(dǎo)致的損失(Dhugga, 2007 ；Pedersen, Vogel, andFunnell2005 (Dhugga, 2007 年；Pedersen、Vogel 和 Funnell, 2005 年))。通過(guò)改變馬鈴薯中
的果膠結(jié)構(gòu)來(lái)重塑細(xì)胞壁的先前嘗試獲得了成功(Skj0t, et al.,2002( Skj0t等人,2002
年))。
[0008]阿魏?；?從而交聯(lián))程度以及乙酰基含量的下調(diào)提高了用于生物燃料的生物質(zhì)的品質(zhì)。非纖維素細(xì)胞壁多糖首先在高爾基體中合成，然后通過(guò)胞吐作用輸出到細(xì)胞壁。通過(guò)使水解酶或酯酶靶向高爾基體隔室來(lái)干擾細(xì)胞壁基質(zhì)多糖的生物合成可以是改變細(xì)胞壁組成的另一個(gè)手段。高爾基體中各組復(fù)合多糖特異性酯酶或糖苷酶的異位表達(dá)會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞壁組成的改變。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]一般來(lái)講，本發(fā)明的目的是提供與非纖維素細(xì)胞壁多糖相關(guān)的核酸和蛋白質(zhì)。本發(fā)明的目的是提供包含本發(fā)明的核酸的轉(zhuǎn)基因植物以及調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)基因植物中本發(fā)明核酸的表達(dá)的方法，以這樣的方式來(lái)改變植物中的乙酸濃度。
[0010]因此，在一個(gè)方面，本發(fā)明涉及包含選自如下成員的分離的核酸(a)與編碼本發(fā)明多肽的多核苷酸具有特定序列同一'I"生的多核苷酸；(b)與(a)的多核苷酸互補(bǔ)的多核苷酸以及(C)包含特定數(shù)量來(lái)自(a)或(b)的多核苷酸的連續(xù)核苷酸的多核苷酸。分離的核酸可以是DNA。
[0011]在其他方面，本發(fā)明涉及:1)重組表達(dá)盒，包含可操作地連接至啟動(dòng)子的本發(fā)明的核酸，2)重組表達(dá)盒所引入到的宿主細(xì)胞，3)包含重組表達(dá)盒的轉(zhuǎn)基因植物以及4)包含含有不止一種本發(fā)明的核酸的重組表達(dá)盒的轉(zhuǎn)基因植物，每種核酸可操作地連接至啟動(dòng)子。此外，本發(fā)明還涉及通過(guò)雜交和雜化來(lái)自不同轉(zhuǎn)化體的重組盒而組合。宿主細(xì)胞和植物任選地來(lái)自玉米、小麥、大米、甘蔗、向日葵、草或大豆。
[0012]在其他方面，本發(fā)明涉及改變細(xì)胞壁組成和物理性狀的方法，包括但不限于通過(guò)引入一種或多種編碼本發(fā)明多肽的多核苷酸來(lái)雜交并提高生物質(zhì)品質(zhì)，所述多核苷酸在表達(dá)時(shí)導(dǎo)致細(xì)胞壁乙酸含量減少以及植物中的糖組成改變。本發(fā)明的另外方面包括用于處理非纖維素多糖(例如高爾基體中生成的那些)的最終用途，或者轉(zhuǎn)基因植物直接用作最終產(chǎn)品(例如青貯飼料)或在處理后間接用于本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的此類(lèi)用途(例如但不限于乙醇和其他生物燃料)的方法和轉(zhuǎn)基因植物。另外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到本發(fā)明的多核苷酸和編碼多肽可以單個(gè)或多個(gè)，在本領(lǐng)域中有時(shí)稱(chēng)為序列或性狀“堆疊”，引入宿主細(xì)胞或轉(zhuǎn)基因植物。預(yù)期本發(fā)明涵蓋這些組分和方法。
[0013]另外的方法包括但不限于:
[0014]減少植物中的乙酸和/或阿魏酸(ferulate)含量的方法，該方法包括表達(dá)裂解乙?；虬⑽乎；〈拿敢约笆沽呀饷赴邢蚋郀柣w的一個(gè)或多個(gè)組分或操作內(nèi)源性酶。此外在該方法中，其中酶是乙酰酯酶或阿魏酰酯酶。另外在該方法中，其中與不表達(dá)靶向高爾基體的酯酶的植物 相比植物生物質(zhì)基本上不減少。并且在同樣的方法中，其中靶向高爾基體的酶是:乙酰酯酶、阿魏酰酯酶和/或阿拉伯糖苷酶。
[0015]還設(shè)想了包括如下步驟的前述方法:用包含編碼異源酯酶的多核苷酸的載體轉(zhuǎn)化植物細(xì)胞，使所述酶的表達(dá)靶向高爾基體，保持所述水解酶在高爾基體中的表達(dá)以及使所述植物在植物生長(zhǎng)條件下生長(zhǎng)。除那些方法步驟之外，該方法還通過(guò)多核苷酸的過(guò)表達(dá)改善植物的生物質(zhì)組成。另外在同樣的方法中，其中:乙醇生產(chǎn)得到改善，轉(zhuǎn)化植物細(xì)胞還包含一種或多種編碼水解酶、酯酶、糖基轉(zhuǎn)移酶或阿拉伯呋喃糖苷酶的異源多核苷酸，與非轉(zhuǎn)化植物相比轉(zhuǎn)化植物細(xì)胞壁多糖在較高速率下降解或轉(zhuǎn)化為木糖、甘露糖、半乳糖、阿拉伯糖或它們的組合，與非轉(zhuǎn)化植物相比植物細(xì)胞壁乙酸濃度下降，與非轉(zhuǎn)化植物相比植物細(xì)胞壁阿魏?；瘻p少，與非轉(zhuǎn)化植物相比植物細(xì)胞壁交聯(lián)減少，和/或植物選自:玉米、大豆、向日葵、高粱、卡諾拉油菜、小麥、苜蓿、棉花、水稻、大麥、小米、花生、甘蔗、草、草坪草、芒草、柳枝稷和可可。
[0016]還設(shè)想了通過(guò)植物中的高爾基體靶向酶調(diào)節(jié)植物組織生長(zhǎng)的方法，包括表達(dá)包含可操作地連接至啟動(dòng)子的前述方法的多核苷酸的重組表達(dá)盒。除此之外，該方法其中:植物選自:玉米、大豆、高粱、卡諾拉油菜、小麥、苜蓿、棉花、水稻、大麥、小米、花生、甘蔗、草、草坪草、芒草、柳枝稷和可可，植物具有改善的青貯飼料品質(zhì)和可消化性，啟動(dòng)子選自葉特異性啟動(dòng)子、維管元件偏好啟動(dòng)子和根特異性啟動(dòng)子。
[0017]本發(fā)明的實(shí)施例包括前述方法，其包括表達(dá)編碼與選自SEQ ID NO:4_18、59、62、65、68、70和71的多肽具有至少85%的序列相似性的多肽的多核苷酸。[0018]一個(gè)實(shí)施例將是前述方法的轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞，其中包含重組表達(dá)盒的細(xì)胞壁含量改變，所述重組表達(dá)盒包括表達(dá)編碼與選自SEQ ID NO:4-18、59、62、65、68、70和71的多肽具有至少85%的序列相似性的多肽的多核苷酸，其中所述植物是:單子葉植物、雙子葉植物，其選自:玉米、大豆、向日葵、高粱、卡諾拉油菜、草、甘蔗、小麥、苜蓿、棉花、水稻、大麥、芒草、草坪草、柳枝稷和小米。
[0019]另外的實(shí)施例是調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)基因植物中植物碳水化合物濃度的方法，該方法包括表達(dá)編碼前述方法之一的高爾基體靶向酶的重組多核苷酸。
[0020]此外，改變植物組織中的交聯(lián)和乙?；?，以提高植物中可用于生物燃料的生物質(zhì)的品質(zhì)的方法，該方法包括如下步驟:用重組表達(dá)盒轉(zhuǎn)化植物細(xì)胞，所述重組表達(dá)盒包含可操作地連接至啟動(dòng)子的多核苷酸，所述多核苷酸與選自SEQ ID NO:4-18、59、62、65、68、70和71的酶編碼多核苷酸的全長(zhǎng)序列具有至少85%的序列同一性；在形成植物的條件下培養(yǎng)植物細(xì)胞，以在植物組織中表達(dá)多肽酶；在植物組織生長(zhǎng)條件下使轉(zhuǎn)化的植物組織生長(zhǎng)；其中所述轉(zhuǎn)化的植物細(xì)胞中高爾基體多糖的組成改變，并且處理轉(zhuǎn)化的植物組織以獲得生物燃料。
[0021]還設(shè)想了制備用于青貯飼料或生物燃料生產(chǎn)的生物質(zhì)的方法，該方法包括提供具有基本上較低量的乙酸或阿魏酸含量的植物組織，其中植物組織表達(dá)靶向高爾基體內(nèi)隔室的重組酯酶。另一個(gè)實(shí)施例是所述相同方法，其中多肽與選自SEQ ID NO:4-18、59、62、65、68、70和71的多肽具有至少85%的序列相似性。
[0022]另外的實(shí)施例將是來(lái)源于處理轉(zhuǎn)基因植物組分的方法的產(chǎn)物，所述組分表達(dá)編碼高爾基體靶向酶的分離的多核苷酸，所述方法包括如下步驟:使植物生長(zhǎng)，所述植物表達(dá)可操作地連接至啟動(dòng)子的與SEQ ID NO:4-18、59、62、65、68、70和71的全長(zhǎng)序列具有至少85%的序列同一性的多核苷酸，以及處理植物組分以獲得產(chǎn)物，所述產(chǎn)物是乙醇的成分。
[0023]另一個(gè)實(shí)施例是由于重組酯酶靶向高爾基體，包含減少的乙酰基或阿魏?；康闹参锝諚U，其中酯酶催化乙?；虬⑽乎；肿拥牧呀?，其包括:玉米秸桿、用于生產(chǎn)包含丁醇和/或乙醇的生物燃料的秸桿。
[0024]另外的實(shí)施例將是減少植物組織中乙酸和/或阿魏酸總含量的方法，該方法包括表達(dá)抑制乙?；虬⑽乎；D(zhuǎn)移酶的表達(dá)的抑制性核苷酸分子。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1:玉米秸桿中的半纖維素多糖(葡萄糖醛酸阿拉伯糖基木聚糖)結(jié)構(gòu)(Dhugga,2007(Dhugga,2007 年))。
[0026]圖2:擬南芥(Arabidopsis) α -1，2_木糖基轉(zhuǎn)移酶定向GFP在轉(zhuǎn)基因植物中的表達(dá)。
[0027]圖3 =NaOH濃度和溫育時(shí)間對(duì)玉米秸桿中乙酸釋放/萃取率的影響。
[0028]圖4:使用用于乙酸定量的96道和8道移液器測(cè)定A34tl下的吸光度。
[0029]圖5:在35S啟動(dòng)子的控制下表達(dá)細(xì)菌或真菌酯酶的轉(zhuǎn)基因(T1)擬南芥中的細(xì)胞
壁乙酸。
[0030]圖6:通過(guò)S2A啟動(dòng)子表達(dá)乙酰酯酶的FastCorn T1事件中的莖桿乙酸含量。
[0031] 圖7:在35S啟動(dòng)子的控制下表達(dá)真菌/細(xì)菌阿拉伯糖苷酶的轉(zhuǎn)基因擬南芥中的木糖/阿拉伯糖比率。
[0032]圖8:在S2A啟動(dòng)子的控制下表達(dá)高爾基體靶向阿魏酰酯酶的Ttl玉米事件中的細(xì)胞壁阿魏酸含量。
[0033]圖9:成熟玉米穗軸組織的遺傳多樣性組中細(xì)胞壁乙酸含量的變化。
[0034]圖10:玉米穗軸乙酸含量的關(guān)聯(lián)遺傳學(xué)鑒定3號(hào)染色體上的強(qiáng)QTL。
[0035]圖11:擬南芥中推定果膠乙酰酯酶的T-DNA突變體中的細(xì)胞壁乙酸含量。插圖示出了 T-DNA插入物的圖譜定位。
[0036]圖12:在35S和S2A啟動(dòng)子的控制下過(guò)表達(dá)擬南芥果膠乙酰酯酶(AT3G09410)的T0植物中細(xì)胞壁乙酸的減少。
[0037]圖13:(13A_13C)來(lái)自玉米和擬南芥的相關(guān)葡萄糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶基因的比對(duì)。相同的殘基以粗 體文本和下劃線表示，類(lèi)似的殘基以粗斜體(50%同一性)或斜體(75%同一性)標(biāo)記。
【具體實(shí)施方式】
[0038]概論
[0039]A.核酸和蛋白質(zhì)
[0040]除非另外指明，表1中確定的多核苷酸和多肽序列、其子序列及其功能域表示本發(fā)明的多核苷酸和多肽。表1將這些多核苷酸和多肽與其基因名和內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)識(shí)號(hào)(SEQID N0.)相互對(duì)照。本發(fā)明的核酸包含本發(fā)明的多核苷酸。本發(fā)明的蛋白質(zhì)包含本發(fā)明的多肽。
[0041]表1
【權(quán)利要求】
1.一種減少植物中的乙酸、阿拉伯糖苷酶和/或阿魏酸含量的方法，所述方法包括表達(dá)裂解乙?；?、阿拉伯糖基或阿魏?；〈拿敢约笆顾隽呀饷赴邢蛩龈郀柣w的一個(gè)或多個(gè)組分或操作所述內(nèi)源性酶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述酶是乙酰酯酶、阿拉伯糖苷酶或阿魏酰酯酶。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述植物生物質(zhì)與不表達(dá)靶向所述高爾基體的所述酯酶的植物相比基本上不減少。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述靶向高爾基體的酶是乙酰酯酶。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述靶向酶是阿魏酰酯酶。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述靶向高爾基體的酶是阿拉伯糖苷酶。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法包括: a.用包含編碼異源性酯酶的多核苷酸的載體轉(zhuǎn)化植物細(xì)胞； b.使所述酶的所述表達(dá)靶向所述高爾基體； c.保持所述水解酶在所述高爾基體中的表達(dá)；以及 d.使所述植物在植物生長(zhǎng)條件下生長(zhǎng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其通過(guò)所述多核苷酸的過(guò)表達(dá)改善所述植物生物質(zhì)的組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其提高了乙醇產(chǎn)量。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述轉(zhuǎn)化植物細(xì)胞還包含一種或多種編碼水解酶、酯酶、糖基轉(zhuǎn)移酶或阿拉伯糖苷酶的異源性多核苷酸。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中與未轉(zhuǎn)化植物相比，所述轉(zhuǎn)化植物細(xì)胞壁多糖以較高的速率降解或轉(zhuǎn)化為葡萄糖、木糖、甘露糖、半乳糖、阿拉伯糖或它們的組合。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中與未轉(zhuǎn)化植物相比，所述植物細(xì)胞壁乙酸濃度減少。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中與未轉(zhuǎn)化植物相比，所述植物細(xì)胞壁阿魏酰化減少。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中與未轉(zhuǎn)化植物相比，所述植物細(xì)胞壁阿拉伯糖含量減少。
15.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中與未轉(zhuǎn)化植物相比，所述植物細(xì)胞壁交聯(lián)減少。
16.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述植物選自:玉米、大豆、向日葵、高粱、卡諾拉油菜、小麥、苜蓿、棉花、水稻、大麥、小米、花生、甘蔗、草、草坪草、芒草、柳枝稷和可可。
17.一種在植物中用高爾基體靶向酶調(diào)節(jié)植物組織生長(zhǎng)的方法，所述方法包括表達(dá)重組表達(dá)盒，所述重組表達(dá)盒包含可操作地連接至啟動(dòng)子的根據(jù)權(quán)利要求7所述的多核苷酸。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述植物選自:玉米、大豆、高粱、卡諾拉油菜、小麥、苜蓿、棉花、水稻、大麥、小米、花生、甘蔗、草、草坪草、芒草、柳枝稷和可可。
19.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述植物具有改善的青貯飼料品質(zhì)和可消化性。
20.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述啟動(dòng)子選自葉特異性啟動(dòng)子、維管元件偏好啟動(dòng)子和根特異性啟動(dòng)子。
21.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，包括表達(dá)編碼與選自SEQID NO:4-18、59、62、65、68、70和71的多肽具有至少85%序列相似性的多肽的多核苷酸。
22.根據(jù)權(quán)利要求7所述的轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞，其具有改變的細(xì)胞壁含量，包含重組表達(dá)盒包括表達(dá)編碼與選自SEQ ID NO:4-18、59、62、65、68、70和71的多肽具有至少85%的序列相似性的多肽的多核苷酸。
23.根據(jù)權(quán)利要求7所述的轉(zhuǎn)基因植物，其中所述植物是單子葉植物。
24.根據(jù)權(quán)利要求7所述的轉(zhuǎn)基因植物，其中所述植物是雙子葉植物。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的轉(zhuǎn)基因植物，其中所述植物選自:玉米、大豆、向日葵、高粱、卡諾拉油菜、草、甘蔗、小麥、苜蓿、棉花、水稻、大麥、芒草、草坪草、柳枝稷和小米。
26.—種調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)基因植物中植物碳水化合物濃度的方法，所述方法包括表達(dá)編碼根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爾基體靶向酶的重組多核苷酸。
27.改變植物組織中所述交聯(lián)和乙?；?，以提高植物中可用于生物燃料的生物質(zhì)的品質(zhì)的方法，所述方法包括: a.用重組表達(dá)盒轉(zhuǎn)化植物細(xì)胞，所述重組表達(dá)盒包含可操作地連接至啟動(dòng)子的多核苷酸，所述多核苷酸與選自SEQ ID NO:4-18、59、62、65、68、70和71的酶編碼多核苷酸的全長(zhǎng)序列具有至少85%的序列同一性， b.在形成植物的條件下培養(yǎng)所述植物細(xì)胞，以在所述植物組織中表達(dá)所述多肽酶； c.在植物組織生長(zhǎng)條件下使所述轉(zhuǎn)化植物組織生長(zhǎng)；其中所述轉(zhuǎn)化植物細(xì)胞中所述高爾基體多糖的組成被改變；以及 d.處理所述轉(zhuǎn)化植物組織以獲得生物燃料。
28.一種制備用于青貯飼料或生物燃料生產(chǎn)的生物質(zhì)的方法，所述方法包括提供具有基本上較低量的乙酸或阿魏酸含量的植物組織，其中所述植物組織表達(dá)靶向所述高爾基體內(nèi)隔室的重組酯酶。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中所述多肽包含與選自SEQID NO:4_18、59、62、65,68,70和71的多肽的至少85%的序列相似性。
30.一種來(lái)源于所述處理轉(zhuǎn)基因植物組分的方法的產(chǎn)物，所述組分表達(dá)編碼高爾基體靶向酶的分離的多核苷酸，所述方法包括: a.使植物生長(zhǎng)，所述植物表達(dá)可操作地連接至啟動(dòng)子的與SEQID NO:4-18、59、62、65、68,70和71的所述全長(zhǎng)序列具有至少85%的序列同一性的多核苷酸；以及 b.對(duì)所述植物組分進(jìn)行加工以獲得產(chǎn)品。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的產(chǎn)物，所述產(chǎn)物是乙醇組分。
32.一種由于所述重組酯酶靶向所述高爾基體，包含減少的乙?；虬⑽乎；康闹参锝諚U，其中所述酯酶催化所述乙?；虬⑽乎；肿拥乃隽呀?。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的植物秸桿是玉米秸桿。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的植物秸桿用于制備包含丁醇的生物燃料。
35.根據(jù)權(quán)利要求32所述的植物秸桿用于制備包含乙醇的生物燃料。
36.一種減少植物組織中所述乙酸和/或阿魏酸總含量的方法，所述方法包括表達(dá)抑制所述乙?；虬⑽乎；D(zhuǎn)移酶表達(dá)的抑制性核苷酸分子。
【文檔編號(hào)】C12N9/18GK103906835SQ201280052590
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月25日
【發(fā)明者】K.D.德胡格加, D.多爾德, R.古普塔, A.P.桑德胡, C.R.西蒙斯 申請(qǐng)人:先鋒國(guó)際良種公司, 納幕爾杜邦公司