[发明专利]麻风树的遗传转化

说明书

本申请是申请日为2009年12月15日的申请号为200980150544.3标题为“麻风树的遗传转化”的申请的分案申请

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2008年12月15日提交的美国临时专利申请系列号61/122,454的优先权，该临时专利申请并入本文作为参考。

发明背景

本发明涉及植物再生和转化领域，尤其涉及用于麻风树属(Jatropha)的再生和转化的方法。更具体地，本发明涉及用于麻风树(Jatropha curcas)植物的再生和转化的方法和培养基组合物。

本文中用于说明本发明背景或提供有关实施的补充细节的出版物和其他材料并入本文作为参考，并且为了方便起见分别在文献目录中分组。

世界面临着化石燃料供给日益减少和温室作用不断恶化的问题。亟需增加可再生能源的产生和消耗。对于许多国家寻找替代能源来说，生物燃料已经公认为国家的优先项目以满足它们的能源安全需要，同时有助于减少造成温室作用的CO₂排放。对生物燃料的需要导致食物生产的压力增加。例如，为了满足德国政府要求的德国2017年的生物燃料需求，该国的全部农用土地都将用于生长生物能作物，而没有留下土地用于食物生产。为了减轻对土地的这种竞争并满足我们对可再生燃料的需要，亟需利用边缘土地来进行生物能产生。

麻风树是属于大戟科的小木本植物。麻风树的数种独特性质使其成为用于生物柴油生产的理想植物。这些性质包括其迅速生长、容易繁殖、种子的低成本、高含油量、短孕育期、广泛的适应性、干旱耐受性和在退化土壤上茁壮成长的能力。此外，其植株大小使种子的收集非常方便(Jones,1991;Sujatha et al.,2008)。

但是，麻风树具有几个缺点，这限制了它的广泛应用。植物的产量受到不利的雄花与雌花比的限制，并且其含油量没有通过育种进行优化。该植物对生物应激如病毒(Narayanna et al.,2007)、真菌和细菌病原体，和非生物应激特别是寒冷和干旱也是敏感的(http colon www dot jatropha dot org)。在植物的种子和叶子中存在数种毒性组分(例如蛋白毒素、麻风树毒蛋白和致癌剂佛波酯)给麻风树产业的农民和生物加工工人带来健康危害。

改进植物质量性状的传统方法是通过培育优良的基因型。但是，利用分子标记物对遗传多样性的评价公开了当地麻风树(J.curcas)种质中的低附件间(inter-accessional)变异性(Sujatha et al.,2008)。因此，亟需诸如遗传转化方法的替代性遗传操作工具来为该作物的遗传改良提供另外的策略。土壤杆菌(Agrobacterium)介导的遗传转化已经成为产生转基因植物的主要选择。但是，很少有报道涉及属于大戟科植物的土壤杆菌介导的转化的应用。唯一报道的用于麻风树属的转化方案(Li et al.,2008)在我们手中是无法重复的。

因此，亟需转化麻风树的方法以便为该作物种类的遗传改良提供工具。

发明概述

本发明涉及用于麻风树属的植物，更具体的是麻风树的再生和土壤杆菌介导的转化的方法。

因此，在一方面，本发明通过优化组织培养和枝条(shoot)再生条件提供了有效且可重复的用于麻风树的植物再生方案。这种再生方案已经与土壤杆菌介导的转化联用以产生T₀转基因麻风树属枝条/植物。本发明还提供了利用T₀转基因枝条作为接穗和非转基因植株作为根状茎的嫁接步骤的用途。这种嫁接步骤不需要再生的植物在组织培养中产生根，并且显著地缩短了转基因枝条开花和产生T₁种子的时间。