Пищевые продукты с низким содержанием акриламида
Изобретение относится к биохимии. Описан способ уменьшения содержания акриламида в обработанном нагреванием растительном продукте, включающий этап уменьшения уровней аспарагина в растении, используемом для получения продукта, в котором стадия уменьшения уровней аспарагина включает экспрессию полинуклеотида в растении, где полинуклеотид содержит по меньшей мере одну частичную смысловую и/или антисысловую последовательность гена биосинтеза аспарагина или его промотора и ген метаболизма аспарагина и продукт, полученный таким способом. Представлено трансгенное растение, применяемое при производстве продукта, накапливающего малое количество акриламида или вовсе не накапливающего акриаламида при тепловой обработке и экспрессирующее полинуклеотид, который содержит частичную смысловую и/или антисмысловую последовательность гена биосинтеза аспарагина или промотора или ген метаболизма аспарагина. Описан выделенный полинуклеотид, способный уменьшать уровни акриламида в растении. Представлен способ получения пищевого растительного продукта из ткани представленного трансгенного растения. Изобретение позволяет получать пищевые продукты со сниженным содержанием акриламида. 7 н. и 36 з.п. ф-лы, 4 табл., 7 пр.
Текст описания приведен в факсимильном виде.
1. Способ уменьшения содержания акриламида в обработанном нагреванием растительном продукте, включающий этап уменьшения уровней аспарагина в растении, используемом для получения продукта, в котором стадия уменьшения уровней аспарагина включает экспрессию полинуклеотида в растении, где полинуклеотид содержит по меньшей мере одну (а) частичную смысловую и/или антисмысловую последовательность гена биосинтеза аспарагина или его промотора и (б) ген метаболизма аспарагина.
2. Способ по п.1, в котором ген биосинтеза аспарагина выбирается из группы, включающей (i) гены аспарагин-синтетазы, (ii) гены нитрат-редуктазы, и (iii) гены гексокиназы, где экспрессия смысловой и/или антисмысловой последовательности гена биосинтеза аспарагина или его промотора понижающе регулирует уровни мРНК эндогенной копии этого гена, и где ген метаболизма аспарагина выбирается из группы генов, включающей (i) гены аспарагиназы и (ii) гены глутамин-синтетазы, и сверхэкспрессируется для повышающей регуляции общих уровней мРНК этого гена.
3. Способ по п.2, в котором полинуклеотид содержит по меньшей мере часть гена аспарагин-синтетазы и содержит последовательность, по меньшей мере на 70% идентичную по меньшей мене части последовательности, представленной в SEQ ID NO:1 или 2.
4. Способ по п.2, в котором полинуклеотид содержит функционально активный ген аспарагиназы и содержит последовательность, по меньшей мере на 70% идентичную последовательности, представленной в SEQ ID NO:9, 14, или 31-33.
5. Способ по п.1, в котором полинуклеотид функционально связан с по меньшей мере одним тканеспецифичным растительным промотором.
6. Способ по п.5, в котором промотор представляет собой промотор, специфичный для клубней или специфичный для семян.
7. Способ по п.6, в котором промотор по меньшей мере на 70% идентичный по меньшей мере части промотора крахмал-синтазы картофеля, связанной с гранулами, промотора гена АДФ-глюкозо-пирофосфорилазы картофеля, промотора пататина картофеля, промотора гена флавоноид 3′-монооксигеназы картофеля или промотора пуроиндольного гена пшеницы.
8. Способ по п.7, в котором промотор крахмал-синтазы картофеля, связанной с гранулами, содержит по меньшей мере часть последовательности, представленной в SEQ ID NO:8.
9. Способ по п.7, в котором промотор гена АДФ-глюкозо-пирофосфорилазы картофеля содержит по меньшей мере часть последовательности, представленной в SEQ ID NO:7.
10. Способ по п.7, в котором промотор гена пататина содержит по меньшей мере часть последовательности, представленной в SEQ ID NO:22.
11. Способ по п.7, в котором промотора ген флавоноид монооксигеназы картофеля содержит по меньшей мере часть последовательности, расположенной выше относительно последовательности, представленной в SEQ ID NO:13.
12. Способ по п.1, в котором полинуклеотид содержит по меньшей мере одну копию смыслового и/или антисмыслового фрагмента гена биосинтеза аспарагина, и его экспрессия приводит к понижающей регуляции общих уровней мРНК синтетазы аспарагина в тканях растения, которые используются для получения обработанного нагреванием пищевого продукта.
13. Способ по п.12, в котором полинуклеотид функционально связан с промотором в его 5′-конце и функционально связан с промотором в его 3′-конце.
14. Способ по п.1, который дополнительно включает экпрессирование второго полинуклеотида, содержащего по меньшей мере одну из (i) по меньшей мере одной копии, в смысловой и/или антисмысловой ориентации гена, выбранного из группы, включающей R1 ген и ген фосфорилазы L.
15. Способ по п.14, в котором полинуклеотиды расположены в пределах Т-ДНК и содержат последовательность, которая по меньшей мере на 70% идентична последовательностью, приведенной в SEQ ID NO:23.
16. Способ по п.1, в котором растение является клубневым растением.
17. Обработанный нагреванием продукт, полученный из тканей трансгенного растения, которые экспрессируют полинуклеотид, включающий по меньшей мере одну (а) частичную смысловую и/или антисмысловую последовательность гена биосинтеза аспарагина или его промотора и (б) ген метаболизма аспарагина, где продукт имеет сниженную концентрацию акриламида по сравнению с обработанным нагреванием продуктом, полученным из соответствующих тканей нетрансгенного растения, которое в остальном идентично трансгенному растению.
18. Обработанный нагреванием продукт по п.17, где продукт, приготовленный из трансгенного растения, имеет улучшенные органолептические показатели по сравнению с эквивалентным продуктом, приготовленным из клубня дикого типа.
19. Обработанный нагреванием продукт по п.17, где трансгенным растением является клубневое растение.
20. Обработанный нагреванием продукт по п.19, где продукт из клубневого растения представляет собой картофель фри, чипс, хрустящий картофель, картофель или печеный картофель.
21. Обработанный нагреванием продукт по п.17, в котором ткани трансгенного растения дополнительно экспрессируют второй полинуклеотид, который содержит по меньшей мере одну из (i) смысловых и/или антисмысловых последовательностей, соответствующих гену или фрагменту гена R1, и (ii) смысловых и/или антисмысловых последовательностей, соответствующих гену или фрагменту гена фосфорилазы L.
22. Обработанный нагреванием продукт по п.17, где продукт имеет концентрацию акриламида, которая по меньшей мере приблизительно на 20%, по меньшей мере приблизительно па 25%, по меньшей мере приблизительно на 30%, по меньшей мере приблизительно на 35%, по меньшей мере приблизительно на 40%, по меньшей мере приблизительно на 45%, по меньшей мере приблизительно на 50%, по меньшей мере приблизительно на 60%, по меньшей мере приблизительно на 70%, по меньшей мере приблизительно на 80%, по меньшей мере приблизительно на 90% ниже по сравнению с концентрацией акриламида в обработанном нагреванием продукте нетрансгенного растения.
23. Трансгенное растение, применяемое при производстве продукта, накапливающего малое количество акриламида или вовсе не накапливающего акриаламида при тепловой обработке, и экспрессирующее полинуклеотид, который содержит частичную смысловую и/или антисмысловую последовательность гена биосинтеза аспарагина или промотора или ген метаболизма аспарагина.
24. Растение по п.23, где указанное растение является клубневым.
25. Растение по п.24, где клубневым растением является растение картофеля.
26. Растение по п.23, которое дополнительно экспрессирует второй полинуклеотид, содержащий по меньшей мере одну из (i) смысловых и/или антисмысловых последовательностей, соответствующих гену или фрагменту гена R1, и (ii) смысловых и/или антисмысловых последовательностей, соответствующих гену или фрагменту гена фосфорилазы L.
27. Выделенный полинуклеотид, содержащий нуклеотидную последовательность, которая кодирует полипептид, способный уменьшать уровни акриламида в растении, где нуклеотидная последовательность выбрана из группы, включающей SEQ ID NO:1, 2, 9, 10, 14, 15 и 28-35 и указанная нуклеиновая кислота кодирует полипептид, обладающий аспарагиназной активностью.
28. Способ получения пищевого растительного продукта из растительной ткани трансгенного растения по п.23 с уменьшенным аспарагином, включающий этап (1) повышения уровня аспарагиназы в растительной ткани или (2) снижения уровня аспарагин-синтетазы в растительной ткани трансгенного растения, и обработку растительной ткани для получения съедобного растительного продукта.
29. Способ по п.28, в котором стадия повышения уровня аспарагиназы в растительной ткани включает повышенную регуляцию экспрессии гена аспарагиназы в ткани.
30. Способ по п.28, в котором стадия снижения уровня аспарагин-синтетазы в растительной ткани включает экпрессирование в растительной ткани полинуклеотида, содержащего по меньшей мере один фрагмент, в смысловой и/или антисмысловой ориентации, из (i) R1 гена, (ii) гена фосфорилазы L, и (iii) гена аспарагин-синтетазы.
31. Способ по п.28, в котором пищевой растительный продукт представляет собой клубень, картофель фри, чипс, хрустящий картофель, печеный картофель или высушенный картофель.
32. Способ по п.28, в котором пищевой растительный продукт имеет сниженный уровень акриламида после нагревания продукта по сравнению с уровнем акриламида в растительном продукте, в котором уровень аспарагиназа не был повышен или уровень аспарагин-синтетазы не был снижен.
33. Способ получения пищевого растительного продукта с низкими уровнями акриламида, включающий этапы (i) понижающей регуляции экспрессии гена биосинтеза аспарагина и/или повышающую регуляцию экспрессии гена биосинтеза аспарагина и (ii) понижающей регуляции экспрессии или активности по меньшей мере одного из (a) R1 гена и (б) гена фосфорилазы L в ткани растения, которая образует овощ, семя или фрукт, из которого вырабатывают продукт; и обработку ткани растения для получения съедобного растительного продукта.
34. Способ по п.33, в котором стадия понижающей регуляции гена R1, гена фосфорилазы L и гена биосинтеза аспарагинтсинтетазы включает экспрессию в клетке растения, в смысловой и/или антисмысловой ориентации, по меньшей мере одного фрагмента из (i) гена R1, (ii) гена фосфорилазы L и (iii) гена аспарагин-синтетазы.
35. Способ по п.33, в котором пищевой растительный продукт представляет собой клубень, картофель фри, чипс, хрустящий картофель или печеный картофель.
36. Способ по п.33, в котором пищевой растительный продукт имеет сниженный уровень акриламида после нагревания продукта по сравнению с уровнем акриламида в растительном продукте нетрансгенного растения.
37. Способ получения пищевого трансгенного растительного продукта, который имеет сниженный уровень акриламида после его нагревания по сравнению с уровнем акриламида эквивалентно нагретого пищевого продукта из нетрансгенного растения, включающий снижение уровней аспарагина в трансгенном растении путем изменения уровня экспрессии гена биосинтеза аспарагина или гена метаболизма аспарагина в растении и обработку растения для получения пищевого растительного продукта.
38. Способ по п.37, в котором уровни аспарагина уменьшены путем экспрессии по меньшей мере одной копии в смысловой и/или антисмысловой ориентации, полной или частичной последовательности из гена аспарагин-синтетазы, гена нитрат-редуктазы или гена гексокиназы.
39. Способ по п.38, в котором уровни аспарагина уменьшены путем экспрессии полной или функционально активной частичной последовательности из гена аспарагиназы или гена глутамин-синтетазы в растении.
40. Способ по п.1, где растение является растением картофеля, и уровни аспарагина в растении снижены в клубнях растения.
41. Способ по п.1, в котором уровни аспарагина снижены в крахмалосодержащих тканях растения.
42. Способ по п.33, в котором пищевой растительный продукт имеет улучшенные органолептические показатели по сравнению с эквивалентным продуктом, который не был таким образом модифицирован.
43. Способ по п.42, в котором пищевой растительный продукт имеет по меньшей мере одну улучшенную органолептическую характеристику, выбранную из группы, включающий внешний вид, вкус, аромат и текстуру.
