[發(fā)明專利]使植物的生物量增產(chǎn)的基因及其利用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510245966.6
• 申請日: 2015-05-14
• 公開（公告）號: CN105087597B
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 近藤聰;大音德;杉本廣樹;村本伸彥;田中倫子;光川典宏;與語律子
• 申請（專利權(quán)）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/20
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 曽禎;段承恩

本發(fā)明的課題是通過抑制在細胞內(nèi)的囊泡轉(zhuǎn)運中發(fā)揮功能的基因的表達或阻礙由該基因編碼的蛋白質(zhì)的功能來使生物量增產(chǎn)。本發(fā)明的用于解決課題的方法是，抑制編碼外被體銜接物的ζ亞基的基因的表達或阻礙外被體銜接物的ζ亞基，或者抑制編碼網(wǎng)格蛋白銜接物的小亞基即σ亞基的基因的表達或阻礙網(wǎng)格蛋白銜接物的小亞基即σ亞基。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及抑制了規(guī)定的基因的表達的植物體、通過抑制該基因的表達來使生物量增產(chǎn)的方法、生物量增產(chǎn)了的植物體的制造方法。

背景技術(shù)

生物量(biomass)一般是指每一定面積生息或存在的生物的總量，特別在以植物為對象的情況下，表示每單位面積的干重量。生物量的單位用質(zhì)量或能量數(shù)值化。對于生物量這樣的表述，“生物體量”、“生物量”也是同義語，在植物生物量的情況下有時還使用“現(xiàn)存量(Standing crop)”的用語。因為植物生物量是使用太陽能固定大氣中的二氧化碳而生成的，所以能夠作為所謂碳中和的能量而被捕獲。因此，使植物的生物量增加，具有保護地球環(huán)境、防止地球溫暖化、降低溫室效果氣體排放的效果。因此，使植物生物量增產(chǎn)的技術(shù)在產(chǎn)業(yè)上的重要性高。

另一方面，植物是以其一部分的組織自身(種子、根、葉莖等)作為目的而栽培，或者是以油脂等各種物質(zhì)生產(chǎn)作為目的而栽培的。例如，作為由植物生產(chǎn)的油脂，自古以來已知大豆油、芝麻油、橄欖油、椰子油、米糠油、棉籽油、向日葵油、玉米油、紅花油、棕櫚油和菜籽油等，在家庭用途、工業(yè)用途中被廣泛利用。另外，由植物所生產(chǎn)的油脂還作為生物柴油燃料、生物塑料的原料使用，作為石油代替能源適用性正在擴大。

特別是對于甘蔗等能量作物，是生物燃料的原料，因而期待使植物自身的總量(植物生物量)增產(chǎn)。在這樣的狀況下，為了使植物生物量增產(chǎn)，需要提高每單位耕地面積的生產(chǎn)性。這里如果假定每單位耕地面積的栽培個體數(shù)為一定，則判斷需要提高每個個體的生物量。

然而，植物生物量被認為與多個基因相關(guān)(所謂量的性質(zhì)的一種)，因而被認為不能通過個別基因?qū)牖蛉睋p、基因操作而有效地增產(chǎn)。例如，專利文獻1中公開了通過將列舉了180種之多的多肽中的1種或多種向植物體中進行導(dǎo)入(活化)，從而提高植物體的氮利用效率，使生物量增產(chǎn)這樣的技術(shù)。這180種多肽包含網(wǎng)格蛋白相關(guān)蛋白復(fù)合物小亞基(clathrin associated protein complex small subunit，酵母的AP-2；Yjr058c)。但是，對于網(wǎng)格蛋白相關(guān)蛋白復(fù)合物小亞基，并未公開顯示生物量增產(chǎn)效果的實測數(shù)據(jù)。

此外，囊泡轉(zhuǎn)運是指介由囊泡進行細胞內(nèi)的物質(zhì)的轉(zhuǎn)運或向細胞外的物質(zhì)的轉(zhuǎn)運的機制。作為被囊泡轉(zhuǎn)運的物質(zhì)，遍及蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等多種。一般已知如果阻礙細胞內(nèi)的囊泡轉(zhuǎn)運，則雖然細胞自身變大，但作為生物量卻少(非專利文獻1)。另外，非專利文獻2中列舉了通過生物信息學(xué)分析來預(yù)想?yún)⑴c葉綠體的類囊體膜轉(zhuǎn)運的蛋白，以及通過同源性分析而確定與酵母中的參與膜轉(zhuǎn)運的蛋白相關(guān)的擬南芥基因組上的同源物。非專利文獻2中，作為與酵母的Ret3有同源性的蛋白，指出了擬南芥中的At3g09800和At4g08520。

此外，尚不知道擬南芥中的At3g09800過表達或缺損了的植物體。但是，專利文獻1～5中公開了，通過使與由At3g09800所編碼的蛋白質(zhì)具有例如70％左右以上的序列類似性的蛋白質(zhì)的編碼基因過表達，而使生物量增產(chǎn)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻1：US7834146

專利文獻2：US7214786

專利文獻3：US8299318

專利文獻4：US7569389

專利文獻5：WO2009/037279

非專利文獻