[發明專利]用于提高飼料品質的方法和組合物

在審

• 申請號: 201380032568.5
• 申請日: 2013-06-26
• 公開（公告）號: CN104603275A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: W·希亞特;M·S·雷迪;M·麥卡斯林;S·坦普爾;D·惠倫;R·E·塞爾尼
• 申請（專利權）人: 孟山都技術公司;福拉格遺傳國際有限公司
• 主分類號: C12N15/82
• 分類號: C12N15/82;A01H1/04;A01H5/04
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 陳文平;徐志明

相關申請的引用

本申請要求2012年6月26日提交的美國臨時專利申請號61/664,359的優先權，所述申請的全部公開內容以引用方式并入本文。

發明領域

本發明涉及植物基因工程。更確切來說，本發明涉及用于改善飼料作物營養品質的方法。

序列表的并入

將電子方式提交并且創建于2013年6月25日的文件名為“MONS336WO_ST25.txt”的序列表文件以引用方式并入本文，其大小為18千字節(在Microsoft中計算出文件大小)。

發明背景

本發明通過基因工程來提供方法和組合物，其中轉基因苜蓿植物的酸性洗滌木質素(ADL)水平降低，愈創木基木質素(G木質素)水平降低，中性洗滌纖維消化率水平(NDFD)提高，并且植物活力與野生型相當，這使得農業適應性改善。飼料作物(包括豆科植物、禾本科植物、玉米青貯料和蕓苔屬(brassica)等)在全世界種植以提供具有可消化纖維的動物飼料。苜蓿和/或苜蓿干草是美國最重要的干草作物。雖然主要作為成捆干草來飼喂，但是它也可以作為青貯料、碎干草、方粒飼料或顆粒飼料來飼喂。苜蓿(紫花苜蓿(Medicago?sativa))是飼料豆科植物，它占奶牛飼料的23％至34％。優質苜蓿干草是高度可消化的并且提供較高的蛋白質、能量、維生素和礦物質。優質苜蓿也含較少纖維素和半纖維素、較少木質素、較低纖維和較高相對飼用價值。苜蓿飼用價值常用NDFD來衡量。分析苜蓿飼料的NDFD可提供奶牛能夠從飼料獲得能量的估計，并且有必要提高苜蓿中的纖維消化率。例如，提高一個百分比單位的NDFD可使每天攝入的飼料干料提高0.37磅，使4％乳脂校正奶(FCM)產量提高0.55磅/天。飼喂具有更高NDFD飼料的奶牛能夠從飼料中獲得更多的總能量和營養價值。因此，在飲食中提供較少的谷物就能滿足能量需求。飼料豆科植物中較低的NDFD最常與飼料植物成熟度有關系，這伴隨有木質素濃度的升高并且與纖維素纖維升高有關。

影響NDFD的因素包括酸性洗滌纖維(ADF)的量。ADF是指飼料的細胞壁部分，它是飼料最難消化的部分，包括木質素、纖維素、二氧化硅和氮的不溶性形式。這些數值是特別重要的，因為它們涉及家畜對飼料的消化率。具有較高ADF的飼料與具有較低ADF的飼料相比消化能較低。因此，隨著ADF水平升高，消化能水平降低。

發明內容

本發明通過基因工程來提供一種方法和組合物，其中可以選擇具有較高飼用價值成分的轉基因苜蓿植物，如與不包含本發明的DNA分子的非轉基因對照植物相比，ADL和G木質素的濃度降低，下莖部中的NDFD水平升高而活力至少相當，以及農業適應性。具有較低木質素的苜蓿事件是通過使用RNAi構建體下調木質素生物合成酶紫花苜蓿(Medicago?sativa)S-腺苷-L-甲硫氨酸：咖啡酰基-CoA?3-O-甲基轉移酶(CCoAOMT)而產生的。所有構建體都使用了美國專利申請公開2005/0176670中描述的穩定反義技術，以引用方式并入本文中。選擇較低木質素苜蓿的事件的方法是“木質素含量的降低，從而在10％開花成熟階段之前切割時整株植物消化率提高8-15％。所述方法從苜蓿植物種群中選擇苜蓿植物，其中所述苜蓿植物種群包含與SEQ?ID?NO:1和SEQ?ID?NO:2同源或互補的重組DNA分子。所述方法包括分析苜蓿植物種群的下莖部并且選擇滿足以下條件的植物：與不包含這些重組DNA分子的苜蓿植物相比時，(1)酸性洗滌木質素濃度降低，其中酸性洗滌木質素濃度的降低介于12％和31％之間；(2)愈創木基木質素濃度降低，其中所述濃度降低約25％或更高；(3)中性纖維消化率升高，其中NDFD值升高18％以上。

在本發明的一個方面中，選擇出的具有較高飼用價值成分的苜蓿植物具有大體上等于不包含所述重組DNA分子的苜蓿植物的活力。

在另一個方面中，本發明提供一種分析和選擇已經用咖啡酰基CoA?3-O-甲基轉移酶(CCoAOMT)的抑制構建體(SEQ?ID?NO:7)轉化的具有較高飼用價值成分的轉基因苜蓿植物的方法，它進一步包含維管-增強啟動子(vascular-enhanced?promoter)以調控與SEQ?ID?NO:1和SEQ?ID?NO:2同源或互補的重組DNA分子的轉錄。