БИОМАССА ГЕННОМОДИФИЦИРОВАННЫХ РАСТЕНИЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БИОДИЗЕЛЯ И БИОЭТАНОЛА

1. Генная экспрессионная кассета, которая увеличивает содержание предшественников синтеза биотоплива в растительной биомассе по сравнению с немодифицированными растениями, где генная экспрессионная кассета включает:
a) по меньшей мере одну нуклеотидную последовательность, регулирующую транскрипцию, отличающуюся тем, что нуклеотидная последовательность, регулирующая транскрипцию, представляет собой:
i) конститутивный промотор;
ii) индуцируемый промотор;
iii) тканеспецифический промотор;
iv) стадиеспецифический промотор;
v) нуклеотидную последовательность, которая представляет собой последовательность, комплементарную или обратно-комплементарную любой из вышеуказанных нуклеотидных последовательностей согласно i)-iv) и функционально связанную с ними; и
vi) комбинацию вышеуказанного,
b) по меньшей мере один ген, выбранный из группы, включающей:
i) ген, кодирующий сахарозоизомеразу (SI);
ii) последовательность, представленную на фиг.1;
iii) ген, кодирующий амилазу;
iv) ген, который подавляет синтез крахмала; и
v) комбинацию вышеуказанного.
2. Генная экспрессионная кассета по п. 1, где индуцируемый
промотор выбран из индуцируемого тетрациклином промотора, индуцируемого этанолом промотора и индуцируемого гормоном промотора.
3. Генная экспрессионная кассета по п. 1, где нуклеотидная последовательность, регулирующая транскрипцию, представляет собой промотор, который выбран из группы, включающей CaMV 35S, Rubisco, промотор гена, кодирующего гистон, убиквитиновый промотор, криптический промотор tCUP, VR-ACS1, CsVMV, ScBV, eLF4A-10 и ibAGP1.
4. Генная экспрессионная кассета по п. 1, где генная экспрессионная кассета включает по меньшей мере один ген, который при экспрессии увеличивает продукцию сахара в растительной биомассе.
5. Генная экспрессионная кассета по п. 1, где генная экспрессионная кассета содержит по меньшей мере один ген, который при экспрессии увеличивает содержание сахара в растительной биомассе.
6. Генная экспрессионная кассета по п. 1, где генная экспрессионная кассета содержит по меньшей мере один ген, который при экспрессии увеличивает продукцию и/или накопление сахара в растительной биомассе, увеличивая таким образом содержание масла в растительной биомассе.
7. Генная экспрессионная кассета по п. 1, где генная экспрессионная кассета содержит по меньшей мере один ген, который при экспрессии содержит по меньшей мере одну вакуоль-нацеливающую последовательность.
8. Генная экспрессионная кассета по п. 1, где экспрессия
указанного по меньшей мере одного гена, увеличивающего количество сахара, необязательно совпадает с экспрессией интродуцированных или естественных генов биосинтеза липидов.
9. Генная экспрессионная кассета по п. 1, также содержащая по меньшей мере один дополнительный ген, выбранный из группы, состоящей из генов, кодирующих эстеразу, тиоэстеразу, лаурил-ацил, переносящий белок тиоэстеразу, ацил CoA:диацилглицерол-ацилтрансферазу, Sn-2 ацилтрансферазу, Lec2, олеозин, и их комбинации.
10. Генная экспрессионная кассета по п. 1, где согласованная экспрессия нуклеотидной последовательности, регулирующей транскрипцию, и по меньшей мере одного гена приводит к повышенному накоплению ферментируемого сахара и липида в модифицированной растительной биомассе по сравнению с немодифицированными растениями.
11. Вектор, содержащий экспрессионную кассету по любому из пп. 1-10.
12. Генетически модифицированное растение с повышенным содержанием предшественников биотоплива в растительной биомассе по сравнению с немодифицированными растениями, причем генетически модифицированное растение содержит генную экспрессионную кассету, где генная экспрессионная кассета содержит:
a) по меньшей мере одну нуклеотидную последовательность, регулирующую транскрипцию, отличающуюся тем, что нуклеотидная последовательность, регулирующая транскрипцию, представляет собой:
i) конститутивный промотор;
ii) индуцируемый промотор;
iii) тканеспецифический промотор;
iv) стадиеспецифический промотор;
v) нуклеотидную последовательность, которая представляет собой последовательность, комплементарную или обратно-комплементарную любой из вышеуказанных нуклеотидных последовательностей согласно i)-iv) и функционально связанную с ними; и
vi) комбинацию вышеуказанного,
b) по меньшей мере один ген, выбранный из группы, включающей:
i) ген, кодирующий SI;
ii) последовательность, представленную на фиг.1;
iii) ген, кодирующий амилазу;
iv) ген, который подавляет синтез крахмала; и
v) комбинации вышеуказанного.
13. Генетически модифицированное растение по п. 12, где указанный по меньшей мере один ген экспрессирует полипептид, который увеличивает содержание сахара.
14. Генетически модифицированное растение по п. 12, содержащее по меньшей мере один ген, увеличивающий количество сахара и/или липида.
15. Генетически модифицированное растение по п. 12, содержащее по меньшей мере один ген, увеличивающий количество сахара.
16. Генетически модифицированное растение по п. 12, где
экспрессия генов, увеличивающих количество сахара, необязательно совпадает с экспрессией интродуцированных или естественных генов биосинтеза липидов.
17. Генетически модифицированное растение по п. 12, где экспрессия нуклеотидной последовательности, регулирующей транскрипцию, и по меньшей мере одного гена приводит к повышенному накоплению ферментируемого сахара и/или липида в модифицированной растительной биомассе по сравнению с немодифицированными растениями.
18. Сырье для производства этанола и/или биодизельного топлива, где сырье содержит генетически модифицированное растение по п. 12.
19. Генетически модифицированное растение по п. 12, содержащее по меньшей мере одну SI и по меньшей мере один фермент, расщепляющий крахмал.
20. Генетически модифицированное растение по п. 12, содержащее по меньшей мере один ген, экспрессия которого изменяет метаболический поток в растении по сравнению с немодифицированными растениями, что приводит к накоплению образующихся в повышенных количествах сахара и липида.
21. Продукт трансгенного растения, материал для размножения, клетки, органы, части, каллусы, клеточные культуры, семена трансгенного потомства генетически модифицированного растения по п. 12.
22. Генетически модифицированное растение по п. 12, где указанное генетически модифицированное растение выбрано из группы, включающей следующие растения: однодольные растения, двудольные растения, табак, кукуруза, горох, канола, горчица индийская, пшено, подсолнечник, конопля, просо прутьевидное, ряска, сахарный тростник, сорго и сахарная свекла.
23. Генетически модифицированное растение по п. 12, где указанное генетически модифицированное растение выбрано из группы, включающей табак, коноплю, просо прутьевидное и ряску.
24. Генетически модифицированное растение, имеющее повышенное содержание сахара по сравнению с генетически немодифицированным растением, где указанное генетически модифицированное растение содержит генную экспрессионную кассету по п. 1.
25. Генетически модифицированное растение, имеющее повышенное содержание веществ для получения биотоплива по сравнению с генетически немодифицированным растением, где указанное генетически модифицированное растение содержит генную экспрессионную кассету по п. 1.
26. Способ создания растительной биомассы с высоким содержанием веществ для получения биотоплива с использованием генетически модифицированных растениий с повышенным содержанием предшественников синтеза биотоплива по сравнению с немодифицированными растениями, в качестве растения-хозяина для конструирования пути обмена липидов, включающий:
a) введение в растение генной экспрессионной кассеты по п. 1; и
b) отбор трансгенных растений с повышенным содержанием предшественников синтеза масла для получения биотоплива.
27. Способ получения генетически модифицированного растения
с повышенным содержанием сахара по сравнению с соответствующим контрольным растением,
где способ включает стадии:
a) введения в растение генной экспрессионной кассеты по п. 1 и
b) отбора трансгенных растений с повышенным содержанием сахара.
28. Способ по п. 27, где указанные биосинтетические предшественники представляют собой сахара.
29. Способ по п. 27, где указанная экспрессия генов, увеличивающих содержание сахара, необязательно совпадает с экспрессией интродуцированных или естественных генов биосинтеза липидов.
30. Способ по п. 27, также включающий стадию:
c) согласованной экспрессии по меньшей мере одного гена, увеличивающего количество сахара, и по меньшей мере одного гена, увеличивающего количество липида,
где согласованная экспрессия приводит к повышенному накоплению ферментируемых сахара и липида в модифицированной растительной биомассе по сравнению с немодифицированными растениями.
31. Способ по п. 27, также включающий стадию:
c) экспрессии одного или более полипептидов из генной экспрессионной кассеты,
где экспрессия одного или более полипептидов из генной экспрессионной кассеты увеличивает содержание сахара в растительной биомассе.
32. Способ по п. 27, включающий стадию:
c) экспрессии одного или более полипептидов из генной экспрессионной кассеты,
где экспрессия одного или более полипептидов из генной экспрессионной кассеты увеличивает продукцию сахара в растительной биомассе и, необязательно, увеличивает содержание масла в растительной биомассе.
33. Способ по п. 27, где один или более полипептидов, экспрессированных из генной экспрессионной кассеты, содержат вакуоль-нацеливающую последовательность, которая направляет полипептид в растительные вакуоли.
34. Способ по п. 27, где генетически модифицированное растение выбрано из группы, включающей однодольные растения, двудольные растения, табак, кукурузу, горох, канолу, горчицу индийскую, просо, подсолнечник, коноплю, просо прутьевидное, ряску, сахарный тростник, сорго и сахарную свеклу.
35. Способ получения биодизеля или биоэтанола, способ включает способ по п. 27, причем способ также включает стадию преобразования биомассы генетически модифицированного растения для получения биодизеля или биоэтанола.
36. Способ получения биодизеля и биоэтанола, включающий:
a) предоставление биомассы генетически модифицированного растения, содержащего генную экспрессионную кассету по п. 1;
b) преобразование растительной биомассы в биодизель и биоэтанол.
37. Способ по п. 36, где указанная биомасса генетически модифицированного растения выбрана из группы, включающей
однодольные растения, двудольные растения, табак, кукурузу, горох, канолу, горчицу индийскую, просо, подсолнечник, коноплю, просо прутьевидное, ряску, сахарный тростник, сорго и сахарную свеклу.
38. Генная экспрессионная кассета, которая увеличивает содержание предшественников синтеза биотоплива в растительной биомассе по сравнению с немодифицированными растениями, где генная экспрессионная кассета содержит:
a) по меньшей мере одну нуклеотидную последовательность, регулирующую транскрипцию, отличающуюся тем, что нуклеотидная последовательность, регулирующая транскрипцию, представляет собой:
i) конститутивный промотор;
ii) индуцируемый промотор;
iii) тканеспецифический промотор;
iv) стадиеспецифический промотор;
v) нуклеотидную последовательность, которая представляет собой последовательность комплементарную или обратно-комплементарную любой из вышеуказанных нуклеотидных последовательностей согласно i)-iv) и функционально связанную с ними; и
vi) комбинацию вышеуказанного,
b) по меньшей мере один ген, который увеличивает содержание предшественников синтеза биотоплива в растительной биомассе по сравнению с немодифицированными растениями, выбранный из группы, включающей:
i) ген, кодирующий SI;
ii) последовательность, представленную на фиг.1; и
iii) комбинацию вышеуказанного;
где ген, который увеличивает содержание предшественников синтеза биотоплива в растительной биомассе, также содержит по меньшей мере одну вакуоль-нацеливающую последовательность.
39. Генная экспрессионная кассета по п. 38, где по меньшей мере одна вакуоль-нацеливающая последовательность выбрана из группы, включающей вакуолярный пропептид спорамина, вакуолярный пропептид алеураина ячменя, вакуолярный пропептид лектина, вакуолярный пропептид хитиназы табака, C-концевой пропептид лектина ячменя, C-концевой удлиняющий сегмент хитиназы A табака и N-концевую вакуоль-нацеливающую последовательность ингибитора протеазы картофеля.
40. Генная экспрессионная кассета по п. 38, где по меньшей мере одна вакуоль-нацеливающая последовательность включает ген, кодирующий SI.
41. Генная экспрессионная кассета по п. 38, где по меньшей мере одна вакуоль-нацеливающая последовательность включает ген, кодирующий одну из SI.
42. Способ получения генетически модифицированного растения с повышенным содержанием изомальтулозы по сравнению с соответствующим контрольным растением, где способ включает стадии:
a) введение в растение генной экспрессионной кассеты по п. 38 и
b) отбор трансгенных растений с повышенным содержанием изомальтулозы.
43. Генная экспрессионная кассета, которая увеличивает содержание предшественников синтеза биотоплива в растительной биомассе по сравнению с немодифицированными растениями, где генная экспрессионная кассета содержит по меньшей мере один ген, который увеличивает содержание предшественников масла для получения биотоплива в растительной биомассе по сравнению с немодифицированными растениями, выбранными из группы, включающей:
i) ген, кодирующий SI;
ii) последовательность, представленную на фиг.1; и
iii) комбинации вышеуказанного;
где ген, который увеличивает содержание предшественников синтеза биотоплива в растительной биомассе, также включает по меньшей мере одну вакуоль-нацеливающую последовательность.