[发明专利]马铃薯栽培种E12

说明书

相关专利申请的交叉引用

本申请要求于2013年5月2日提交的系列号为61/818,752的美国临时专利申请的优先权权益，将该专利申请以引用的方式全文并入本文。

背景技术

本发明涉及定名为E12的新马铃薯栽培种以及涉及由该马铃薯品种产生的块茎、植株、植株部分、组织培养物和种子。本发明还涉及由马铃薯栽培种E12制备的食品，如炸薯条、薯片、脱水马铃薯材料、马铃薯雪花片和马铃薯颗粒。本申请中引用的所有出版物均以引用的方式并入本文。

马铃薯为世界上第四大最重要的粮食作物以及目前为止最重要的蔬菜。当前美国几乎每个州均商业种植马铃薯。在美国每年的马铃薯产量超过一千八百万吨，整个世界有3亿吨。马铃薯的普及主要源自其多功能性以及营养价值。马铃薯可新鲜、冷冻或干燥使用，或者可加工成面粉、淀粉或酒精。它们含有复杂的碳水化合物并且富含钙、烟酸和维生素C。

在食品产业中马铃薯的品质受两个关键因素的不利影响：(1)马铃薯含有大量的天冬酰胺，其在煎炸或烘培时会快速氧化而形成丙烯酰胺(一种致癌物)的非必需游离氨基酸；以及(2)马铃薯十分易受酶促褐变和变色的影响，受酶促褐变和变色是在多酚氧化酶从擦伤的马铃薯的受损质体泄露出来时发生的不期望事件。在细胞质中，该酶使酚氧化，后者然后快速聚合而产生暗色素。块茎含有大量的磷酸化淀粉，在存储期间一些磷酸化淀粉降解而产生葡萄糖和果糖。但在高于120℃的温度下加热时这些还原糖与氨基酸反应而形成美拉德产物，包括丙烯酰胺。涉及淀粉磷酸化的两种酶为水二激酶R1和磷酸化酶-L(R1和PhL)褐变也因为淀粉部分降解成葡萄糖和果糖而以非酶促的方式触发。

迄今为止，尚没有可产生具有低的丙烯酰胺含量、增加的黑斑擦伤耐受性以及降低的衰老甜化的块茎的马铃薯植物品种。因而，需要开发具有降低水平的毒性化合物的马铃薯品种，但不使用未知或外来的核酸。本发明满足这种需求。

上述的相关领域实例以及与其相关的局限性旨在是示例性的以及非排他性的。在阅读本说明书后相关领域的其他局限性对本领域技术人员将变得显而易见。

发明内容

下面的实施例及其各方面与系统、工具以及方法结合描述的，所述系统、工具和方法意在是示例性的，不限制范围。在多个实施例中，已减少或消除了上述问题中的一者或多者，而其他实施例则针对其他改善。

为此，本发明提供了转化有核酸序列的新马铃薯品种E12，该核酸序列对马铃薯植物基因组而言是天然的并且不含有外来DNA、农杆菌(Agrobacterium)DNA、病毒标记或载体骨架序列。相反，插入进马铃薯品种E12的基因组中的DNA为马铃薯天然的或野生马铃薯(马铃薯性亲和植株)天然的非编码多核苷酸，其使涉及黑斑擦伤、天冬酰胺积聚和衰老甜化的表达的基因沉默。

因而，在一个实施例中，本发明提供一种植物载体，称为pSIM278，其包含：第一沉默盒，第一沉默盒含有两个拷贝的DNA片段，所述两个拷贝的DNA片段以反义取向包含天冬酰胺合成酶-1基因(fAsn1)片段和多酚氧化酶-5基因的3'-非翻译序列；和第二沉默盒，第二沉默盒含有两个拷贝的DNA片段，所述两个拷贝的DNA片段以反义取向包含马铃薯磷酸化酶-L(pPhL)基因片段和马铃薯R1基因片段。该pSIM1278载体包含：一9,511bp骨架区，其在植物转化之前支持植物DNA的维持并且在植物细胞转化后不转移进植物细胞中；和一10,147bpDNA插入区，其包含天然的DNA，在转化后该天然的DNA稳定整合进植物细胞的基因组中。

在一不同的实施例中，本发明提供转化有本发明的植物载体的植物细胞。在一另外的实施例中，本发明提供一种马铃薯植物品种，其包含一个或多个转化有本发明的载体的细胞。在本发明的一个方面，该马铃薯植物品种表达所述载体的两个沉默盒中的至少一者，并且所述沉默盒的表达导致天冬酰胺合成酶-1基因和多酚氧化酶-5基因在该转入杂交亲和物种基因的(intragenic)植物的块茎中下调。在本发明的一个优选的方面，表达至少一个沉默盒的所述马铃薯植物品种的块茎展现出两种或更多种期望的性状，所述性状不存在于相同品种的未转化植株的块茎中。在本发明的最优选的方面中，所述两种或更多种期望的性状选自低的天冬酰胺积聚、降低的黑斑擦伤以及降低的热诱导的丙烯酰胺形成。