[發明專利]抗廣譜病原體的轉基因植物

無效

• 申請號: 00805132.1
• 申請日: 2000-03-16
• 公開（公告）號: CN1351667A
• 公開（公告）日: 2002-05-29
• 發明（設計）人: 桑托什·米斯拉;威廉·W·凱
• 申請（專利權）人: 維多利亞大學創新和發展公司
• 主分類號: C12N15/82
• 分類號: C12N15/82;C12N15/12;C12N15/62;A01H5/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 丁業平,王維玉

發明領域

本發明涉及到基因工程的植物，其被改造用以表達一種或多種屬于temporin和/或dermaseptin家族的肽。

背景技術

植物是由成千上萬種由大量植物病原體真菌、細菌、病毒和線蟲引起的傳染疾病的宿主。這些病原體是造成全球性顯著的作物損失，引起生長植物的感染和收獲作物的毀滅的主要原因。減小由這些病原體引起的損害的最廣泛實踐的方法包括各種化學試劑。不幸地，許多病原體產生對這些化學劑的抗藥性，一些病原體(特別是病毒)并不容易通過化學手段控制。此外，采用的化學試劑中的許多具有廣譜毒素，許多引起嚴重的環境損害，以及人體內的毒性。

新近，植物育種和基因工程技術已經用于抵抗植物病原體。在一定情形下，育種者和分子生物學家已經成功地改造了對某些病原體的抗性。過去一些年里，許多植物R(抗性)基因已經從植物中分離出來。當引入其它的易染病作物時，這些R基因產生對某些病原體的增強的抗性。例如，美國專利5,571,706介紹了煙草N基因的分離，它賦予對煙草花葉病毒的抗性。然而，盡管迄今報道的常規的育種和基因工程方法可成功地增強病原體的抗性，它們一般解決僅僅由一種病原體，或者小量緊密聯系的病原體引起的問題。結果，盡管采用這些方法生產的作物具有增強的抗一種病原體的保護力，仍然必須采用常規的化學試劑以控制其它的病原體。

生產對廣譜病原體，包括細菌和真菌病原體，具有增強的抗性的植物，將具有極大的農業利益。本發明涉及到這樣的植物。

發明概述

本發明者已經發現轉基因植物內某些肽的表達賦予廣譜病原體抗性，包括對真菌和細菌增強的抗性。這些肽是少量的、帶正電的(陽離子的)屬于temporin和dermaseptin家族的肽，它們天然存在在某些種青蛙的皮膚內。本發明提供的轉基因植物可用于常規的農業用途，例如糧食作物。還可收割和處理這些植物以提取已表達的temporin和/或dermaseptin肽，它接著可以純化以用于醫療和其它用途。

因而本發明包括表達至少一種dermaseptin或temporin肽的轉基因植物，以及生產這些植物的方法。這些植物的部分，包括種子、果實、莖、葉和根，可以以常規方式利用，作為食物原料，或者作為dermaseptin或temporin肽的來源。由于所有植物種類易感染一種或多種植物病原體，可有效地應用本發明以在任何植物種類中產生廣譜抗性。從而，本發明可應用至單子葉植物、雙子葉植物和裸子植物，包括但并非限于，玉米、小麥、水稻、大麥、大豆、棉花、一般意義的豆、油菜/菜籽(canola)、紫花苜蓿、亞麻、向日葵、紅花、蕓苔、棉花、亞麻、花生、三葉草；蔬菜，例如萵苣、西紅柿、葫蘆、木薯、馬鈴薯、胡蘿卜、蘿卜、豌豆、小扁豆、甘藍、花椰菜、椰菜、芽甘藍、胡椒；樹果實例如柑橘、蘋果、梨子、桃子、杏、胡桃；和花，例如蘭花、康乃馨和玫瑰。

在其最基本形式中，本發明提供表達一種或多種dermaseptin和/或temporin肽的轉基因植物。dermaseptin和temporin肽家族的成員本領域是公知的。本發明可采用的dermaseptin的例子包括，但并非限于，由Mor.等人，Biochemistry，30：8824-8830，1991，Strahilevitz，Biochemistry，33：10951-10960，1994和Wechselberger，Biochim.Biophys.Acta?1388：279-283，1998.介紹的dermaseptin。可采用的emporin例子包括，但并非限于，由Simmaco等人，Eur.J.Biochem.，242：788-92，1996介紹的temporin。在它們的天然狀態(即，在青蛙細胞中表達的)，dermaseptin和temporin肽以前體形式產生，隨后通過蛋白水解剪切加工以形成成熟蛋白質。Dermaseptin的成熟形式長度一般為大約27-34個氨基酸，而temporin的成熟形式長度一般為大約10-13個氨基酸。本發明預料這些肽的天然存在的全長(未加工過)形式，以及肽的成熟(加工過)形式和中間形式的用途。此外，也可以采用這些肽的合成形式。肽的合成形式包括任何不是天然存在的形式，以及包括在氨基酸序列上不同于天然存在肽，但仍然保持dermaseptin或temporin生物活性的肽。該序列變異體通常保留與至少一種天然存在的dermaseptin或temporin肽的至少40％的氨基酸序列同一性。