[发明专利]降低植物种子的饱和脂肪酸含量

说明书

优先权要求

本申请是共同悬而未决的申请U.S.S.N.11/576,750(其是2005年10月7日提交，指定美国，并在2006年4月20日以PCT国际公开文本No.WO2006/042049A2以英语公布的PCT国际专利申请No.PCT/US05/36052的进入国家阶段)的部分继续。PCT国际专利申请No.PCT/US05/36052是2004年10月8日提交的美国临时专利申请No.60/617,532的继续。本申请也是2010年6月24日提交的美国临时专利申请No.61/358,314的继续。

技术领域

一般而言，一些实施方案涉及某些delta-9去饱和酶酶、编码这些酶的核酸、和其在植物细胞中的表达方法。一些实施方案涉及利用某些delta-9去饱和酶酶的活性来降低植物材料(例如，种子)中饱和脂肪酸的百分比组成并增加ω-7脂肪酸的百分比组成。本文中还公开了通过具体实施方案中的方法生成的植物和植物材料。

发明背景

植物衍生的油已经逐渐替换动物衍生的油和脂肪作为饮食脂肪摄取的主要来源。然而，大多数工业化国家的饱和脂肪摄取仍然占总热量消费的约15%至20%。致力于促进更健康的生活方式，美国农业部(USDA)最近已经推荐饱和脂肪占日常热量摄取的小于10%。为了促进消费者意识，目前由USDA发布的标记准则现在要求每14g食物份(serving)小于1.0g的总饱和脂肪酸水平接受“低饱和”标签，而每14g食物份小于0.5g的总饱和脂肪酸水平接受“无饱和”标签。这意味着植物油的饱和脂肪酸含量分别需要小于7%和3.5%以接受“低饱和”(low-sat)或“无饱和”标签。由于这些准则的发布，消费者对“低饱和”和“无饱和”油的需要已经有猛增。至今，此需要已经主要以芸苔(canola)油，以及少得多的程度以向日葵和红花油满足。

虽然不饱和脂肪(单不饱和的和多不饱和的)是有益的(尤其在适度消费时)，但是饱和的和反式的脂肪不然。饱和脂肪和反式脂肪提高血液中不想要的LDL胆固醇水平。膳食胆固醇也提高LDL胆固醇，并且甚至可以在没有提高LDL的情况下促成心脏病。因此，可取的是，选择饱和脂肪、反式脂肪、和胆固醇低的食物作为健康饮食的一部分。

无论是植物还是动物起源的油的特征主要由油分子中碳和氢原子的数目，及脂肪酸链中包含的双键的数目和位置决定。自植物衍生的大多数油由不同量的棕榈酸(16:0)、硬脂酸(18:0)、油酸(18:1)、亚油酸(18:2)和亚麻酸(18:3)脂肪酸构成。常规地，棕榈酸和硬脂酸称为“饱和的”，这是因为其碳链以氢原子饱和，并且因此没有双键；它们含有有可能的最大数目的氢原子。然而，油酸、亚油酸、和亚麻酸是其中分别具有一个、两个和三个双键的18碳脂肪酸链。通常认为油酸单不饱和脂肪酸，而认为亚油酸和亚麻酸是多不饱和脂肪酸。U.S.D.A.将“无饱和”油产品定义为那些具有小于3.5%脂肪酸含量的产品，其以按重量计的组合饱和脂肪酸含量(与脂肪酸的总量相比)计算。

芸苔油具有所有植物油的最低水平饱和脂肪酸。“芸苔”指基于种子的总脂肪酸含量(优选地，至多0.5%(按重量计)，且最优选地，基本上为0%(按重量计))具有至多2%(按重量计)的芥酸(C22:1)含量，并且在压碎后生成含有小于30μmol/g脱脂(oil-free)粗粉的风干粗粉的油菜籽(芸苔属(Brassica))。与更传统的物种品种比较，这些类型的油菜籽根据其可食性区别。

假定在含油种子中，脂肪酸合成主要在质体中发生。脂肪酸合成的主要产物是棕榈酸酯(16:0)，其似乎有效延长为硬脂酸酯(18:0)。虽然仍在质体中，但是饱和脂肪酸然后可以受到称为酰基-ACP delta-9去饱和酶的酶去饱和，以引入一个或多个碳-碳双键。具体地，硬脂酸酯可以受到质体delta-9去饱和酶酶快速去饱和以产生油酸酯(18:1)。实际上，棕榈酸酯也可以被质体delta-9去饱和酶去饱和成棕榈油酸酯(16:1)，但是此脂肪酸在大多数植物油中仅以痕量(0-0.2%)出现。如此，质体中脂肪酸合成的主要产物是棕榈酸酯、硬脂酸酯、和油酸酯。在大多数油中，油酸酯是合成的主要脂肪酸，因为饱和脂肪酸以低得多的比例存在。