[发明专利]栽培含LC-PUFA的转基因芸苔属植物的方法

说明书

所公开的各种实施方案涉及增加多个芸苔属植物诸如卡诺拉所产生的种子油中的ω‑3脂肪酸的比例，所述多个芸苔属植物经转基因修饰以产生包含EPA、DHA和DPA中的至少一者的种子油。转基因芸苔属植物诸如转基因卡诺拉经受在该转基因植物的种子成熟期期间具有至少13℃的平均日昼夜温差的环境。该种子油为至少5重量％EPA。该种子油为至少1重量％DPA。该种子油为至少0.2重量％DHA。该种子油为至少5.2重量％的EPA与DHA的混合物。该种子油为至少6重量％长链ω‑3脂肪酸。

相关专利申请的交叉引用

本申请要求2018年4月13日提交的名称为“METHOD OF CULTIVATING LC-PUFACONTAINING TRANSGENIC BRASSICA PLANTS(栽培含LC-PUFA的转基因芸苔属植物的方法)”的美国临时专利申请序列号62/657128的权益，该申请据此全文以引用方式并入本文。

背景技术

ω-3脂肪酸是能带来一系列健康益处的多不饱和脂肪酸，它对于人类和其他动物的健康发育必不可少。养殖鱼类为人类提供ω-3脂肪酸的重要膳食来源，但鱼类也需要ω-3脂肪酸，特别是长链ω-3脂肪酸，而这通常将从野生的海洋来源获得。水产养殖目前消耗了占全球ω-3脂肪酸供应量的大部分。历来都是向养殖鱼类提供从海洋来源获得的饲料以输送所需的营养物。然而，为养殖鱼类提供源自野生海洋来源的营养物可加剧野生鱼类种群的下降并且使其他海洋资源变得紧张。尽管某些ω-3脂肪酸易从植物来源获得，但是植物基膳食通常无法提供存在于海产品油中的长链ω-3脂肪酸类型的足够膳食量。长链ω-3脂肪酸包括EPA(二十碳五烯酸)、DPA(二十二碳五烯酸)和DHA(二十二碳六烯酸)。长链ω-3脂肪酸的其他来源包括微藻或经由生物反应器产生。

最近，已描述了长链ω-3脂肪酸的新的陆地植物基来源。例如，已对油料植物(诸如卡诺拉(canola)和其他芸苔属(Brassica)植物)进行基因修饰以提供长链ω-3脂肪酸，包括EPA、DPA和DHA(WO2016/075303、WO 2016/075325、WO 2016/075327、WO 2015/089587、WO2013/153404、WO 2004/071467和US 7807849B2)。此类植物源ω-3脂肪酸可单独使用或与海产品源ω-3脂肪酸一起使用以补充或完全提供ω-3脂肪酸(包括长链ω-3脂肪酸)的膳食来源(WO 2017/210426)。转基因卡诺拉可为长链ω-3脂肪酸的可规模化的植物基来源。此类植物具有提供不破坏或耗尽天然海洋资源的长链ω-3脂肪酸来源的优点。

卡诺拉是重要的芸苔属植物作物，它是价格实惠的健康膳食油来源。卡诺拉植物在全球范围内均有种植并且收获其种子，这些种子具有高含油量。例如，卡诺拉种子可含有44％油，该值是大豆含油量的两倍。当卡诺拉植物成熟时，它们绽放黄花并结出种子角果，这些角果的颜色从绿色逐渐变为淡黄色，然后变为棕褐色。每个种子角果中装满种子，这些种子从半透明变为绿色，然后变为黑色。收获种子，并且从其中提取油。

在卡诺拉植物初花期之后大约35-45天，种子角果的种子灌浆期可完成。到初花期之后的40天为止，种子可完全改变颜色。然而，当种子角果成熟时，它们变脆并且易于裂角。卡诺拉的主要缺点是该植物在体质上易受天气和自然环境的影响。霜对卡诺拉种子可具有破坏性并且成熟种子角果可裂角。如果卡诺拉植物在田地上保留太长时间，它们有越来越大的风险会受病害、霜侵袭或体质上遭受重创而使得种子角果裂角和该作物被毁坏。卡诺拉植物保持未收获的时间越长，该作物将损失的可能性越大。由于这些原因，卡诺拉生产者力求尽早收获以避免损失。

为了避免裂角和作物损失，可在从初花期起40-45天内通过直接联合法来收获卡诺拉。还可通过割晒法来收获卡诺拉，并且这种做法较为普遍，因为其允许比直接联合法早8至10天收获。割晒法涉及收割作物并且形成可铺放在割茬上的料堆。割晒的卡诺拉作物在田地中干燥和熟化并且与未收割作物相比能更好地避免裂角。割晒的卡诺拉展现出种子的一些进一步颜色变化，但一旦割晒，这些植物就不会产生更多种子并且种子不会积累更多营养物。可在30％至40％或至多60％种子的颜色已从绿色变为黑色时执行割晒法。