Gen de la flavonoide 3'', 5'' hidroxilasa de la Flor de Santa Lucía.

Un gen que codifica una flavonoide 3',5'- hidroxilasa de Commelina communis, que comprende una secuencia aminoacídica representada en la SEC ID Nº 2 o una secuencia aminoacídica que tenga al menos un 90% de homología con la secuencia aminoacídica representada en la SEC ID Nº 2

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Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2008/054653.

Solicitante: ISHIHARA SANGYO KAISHA, LTD..

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 3-15, EDOBORI 1-CHOME, NISHI-KU OSAKA-SHI, OSAKA 550-0002 JAPON.

Inventor/es: ARAKI,SATOSHI, SUZUKI,TAKANORI, YUKI,SHUNJI.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > AGRICULTURA; SILVICULTURA; CRIA; CAZA; CAPTURA; PESCA > NOVEDADES VEGETALES O PROCEDIMIENTOS PARA SU OBTENCION;... > A01H5/00 (Plantas con flores, es decir, angiospermas)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE;... > MICROORGANISMOS O ENZIMAS; COMPOSICIONES QUE LOS... > Técnicas de mutación o de ingeniería genética;... > C12N15/09 (Tecnología del ADN recombinante)
  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > AGRICULTURA; SILVICULTURA; CRIA; CAZA; CAPTURA; PESCA > NOVEDADES VEGETALES O PROCEDIMIENTOS PARA SU OBTENCION;... > A01H1/00 (Procedimientos de modificación de los genotipos (A01H 4/00 tiene prioridad))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE;... > MICROORGANISMOS O ENZIMAS; COMPOSICIONES QUE LOS... > C12N15/00 (Técnicas de mutación o de ingeniería genética; ADN o ARN relacionado con la ingeniería genética, vectores, p. ej. plásmidos, o su aislamiento, su preparación o su purificación; Utilización de huéspedes para ello (mutantes o microorganismos modificados por ingeniería genética C12N 1/00, C12N 5/00, C12N 7/00; nuevas plantas en sí A01H; reproducción de plantas por técnicas de cultivo de tejidos A01H 4/00; nuevas razas animales en sí A01K 67/00; utilización de preparaciones medicinales que contienen material genético que es introducido en células del cuerpo humano para tratar enfermedades genéticas, terapia génica A61K 48/00; péptidos en general C07K))

PDF original: ES-2453377_T3.pdf

 

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Gen de la flavonoide 3'', 5'' hidroxilasa de la Flor de Santa Lucía.

Fragmento de la descripción:

Gen de la flavonoide 3’, 5’ hidroxilasa de la Flor de Santa Lucía

Campo de la Técnica La presente invención se refiere a un procedimiento para producir una planta de la familia de las Orquídeas que tiene un color de flor azul empleando una tecnología de recombinación genética. Particularmente, la presente invención se refiere a un procedimiento para producir Orquídeas que tienen color de flor azul utilizando un gen que codifica una flavonoide 3’, 5’ hidroxilasa (F3’5’H) que es una de las enzimas de Commelina communis para la síntesis de pigmentos.

Técnica Precedente El color de la flor es una característica particularmente importante en las plantas ornamentales, y hasta ahora se producían flores de varios colores por cruzamiento. Sin embargo, en el caso del cruzamiento, las fuentes de genes se limitan a las especies que son capaces de cruzarse, y los colores que se pueden cambiar están limitados. Además, en un caso en el que se introduce solo una característica específica tal como el color de las flores en una variedad específica, es necesario hacer repetidos retrocruzamientos a lo largo de generaciones, y se necesita emplear gran cantidad de esfuerzo y tiempo. Además, el periodo de cruzamiento varía dependiendo de las especies vegetales, y algunas plantas tardan desde unos cuantos años a unas cuantas décadas en florecer. Particularmente, las Orquídeas tales como la Orquídea mariposa y Cymbidium necesitan un periodo de tiempo largo para florecer, y se tarda mucho tiempo en desarrollar tales plantas. Por lo tanto, aunque existe una demanda en los mercados, no se ha producido una nueva variedad superior de Orquídea mariposa o Cymbidium que tenga un nuevo color de flor,

particularmente una flor azul.

En los últimos años, es posible llevar a cabo cruzamientos entre especies y géneros por tecnologías de recombinación de ADN, y se espera producir una nueva variedad que tenga un color que no se pueda obtener por cruzamientos convencionales.

El color de las flores deriva principalmente de tres tipos de pigmentos: antocianina, carotenoides y betalaína. Entre ellos, la antocianina (del color naranja al azul) que tiene la absorción máxima del espectro de longitudes de onda tiene la función del control del color azul. La antocianina es uno de los flavonoides y se sintetiza biológicamente por medio de una ruta metabólica que se muestra en la Fig. 1. El color de la antocianina depende sustancialmente de su estructura química, y cuanto mayor es el número de grupos hidroxilo en un anillo bencénico, más azul es el color. La hidroxilación del anillo bencénico se cataliza por una flavonoide 3’-hidroxilasa (F3’H) y una flavonoide 3’, 5’ hidroxilasa (F3’5’H) . En el caso en que no haya actividad de la F3’H ni de la F3’5’H en las células de los pétalos, se sintetiza pelargonidina (del color naranja al color rojo) , y en el caso en el que haya actividad F3’H, se sintetiza cianidina (del color rojo al carmesí) . Y, en el caso en el que haya actividad F3’5’H, se sintetiza delfinidina (color azul) .

Por lo tanto, con el fin de producir el color azul de las flores, el papel de la F3’5’H se considera importante.

Desde tal punto de vista, se ha desarrollado un estudio para producir una planta que tenga flores azules por recombinación genética, utilizando la F3’5’H.

Entre los genes conocidos convencionalmente que codifican la F3’5’H, se conocen los genes derivados de plantas tales como Campanula medium, Catharanthus roseus, Petunia, Eustoma grandiflorum, Nierembergia spp., Verbena, Gentiana, Gossypium hirsutum, Lycianthes rantonnei, Solanum tuberosum y Torenia, pero no se ha informado de que se haya aislado un gen que codifique la F3’5’H a partir de Commelina communis.

Como ejemplos en los que el color de la flor se ha cambiado utilizando un gen conocido convencionalmente, se han descrito, un procedimiento para producir un clavel azul transfectando una variedad de clavel deficiente en DFR (dihidroflavonoide 4 reductasa) con un gen F3’5’H y un gen DFR que derivaba de Petunia (Documento Patente 1) y un procedimiento para producir una rosa azul transfectando una rosa en la que se había eliminado la ruta metabólica interna, con un gen F3’5’H derivado de Viola x Wittrockiana (Documento Patente 2) .

Por otra parte, se ha descrito el cambio del color de la flor de la orquídea mariposa sobre-expresando un gen endógeno, sin embargo, no se ha producido una orquídea mariposa azul (Documento no Patente 1) . Además, no se ha informado de la producción de una variedad de cymbidium azul.

Documento Patente 1: WO1996/036716 Documento Patente 2: WO2005/017147 Documento no Patente 1: Su y Hsu, Biotechnology Letters (2003) 25: 1933-1939.

Divulgación de la Invención

Objetivo a conseguir por la Invención Con el fin de producir una flor azul, se sabe que la F3’5’H tiene un papel importante, y se desea un gen F3’5’H que se pueda expresar con más fuerza.

Es un objetivo de la presente invención encontrar un tipo de gen F3’5’H que tenga una expresión alta, de forma que se pueda producir una orquídea mariposa azul, y producir Orquídeas que tengan flores azules utilizando tal tipo de gen F3’5’H de expresión alta.

Medios para conseguir el objetivo Los presentes inventores han llevado a cabo un extenso estudio con el fin de conseguir el objetivo anterior, y como resultado han encontrado que un gen F3’5’H que se deriva de Commelina communis tiene un mayor efecto que el de los genes convencionales, y que transfectando orquídeas mariposa con el gen anterior, el color de sus flores pueda cambiarse en azul. Así, se ha conseguido la presente invención.

Es decir, la presente invención se refiere a un gen que codifica una flavonoide 3’, 5’ hidroxilasa de Commelina communis, que comprende una secuencia aminoacídica representada por la SEC ID Nº 2 o una secuencia aminoacídica que tiene al menos un 90% de homología con la secuencia aminoacídica representada por la SEC ID Nº 2.

Además, la presente invención se refiere a un vector, que contiene el gen anterior.

Además, la presente invención se refiere a un procedimiento para producir una planta en la que se ha cambiado el color de las flores, que comprende la transfección de una orquídea mariposa roja con el gen anterior y la expresión del gen.

Además, se describe un procedimiento para producir una planta en la que se ha cambiado el color de las flores, que comprende la transfección de una Orquídea con el gen anterior y un gen que codifica una dihidroflavonol 4 reductasa de Torenia o Gerbera y la expresión de los genes.

Además, la presente invención se refiere a un procedimiento para producir una Orquídea que tenga flores azules,

que comprende la transfección de una Orquídea que tiene flores blancas con el gen anterior; un gen que codifica una dihidroflavonol 4 reductasa de Torenia o Gerbera; un gen que codifica una flavanona 3 hidroxilasa; y un gen que codifica una antocianidin sintasa y la expresión de los genes.

Además, la presente invención se refiere a una planta en la que se ha cambiado el color de las flores, como se define en las reivindicaciones 6 a 9.

Además, en la presente invención, “flavonoide 3’, 5’ hidroxilasa” (F3’5’H) es una enzima que cataliza una reacción para producir dihidromiricetina a partir de dihidrokaempferol. Además, “flavanona 3 hidroxilasa” (F3H) es una enzima que cataliza una reacción para producir dihidrokaempferol a partir de naringenina.... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un gen que codifica una flavonoide 3’, 5’-hidroxilasa de Commelina communis, que comprende una secuencia aminoacídica representada en la SEC ID Nº 2 o una secuencia aminoacídica que tenga al menos un 90% de homología con la secuencia aminoacídica representada en la SEC ID Nº 2.

2. Un vector que contiene el gen que se define en la Reivindicación 1.

3. Un procedimiento para producir una planta con el color de las flores cambiado, que comprende transfectar una orquídea mariposa roja con el gen que se define en la Reivindicación 1 y la expresión del gen.

4. Un procedimiento para producir una planta de la familia de las Orquídeas que tiene una flor azul, que comprende transfectar una planta de la familia de las Orquídeas que tiene una flor blanca con el gen que se define en la Reivindicación 1; un gen que codifica una dihidroflavonol 4-reductasa de Torenia o Gerbera; un gen que codifica una flavanona 3-hidroxilasa; y un gen que codifica una antocianidin sintasa y la expresión de los genes.

5. El procedimiento para producir una planta de la familia de las Orquídeas que tiene una flor azul de acuerdo con la Reivindicación 4, en la que la planta de la familia de las Orquídeas es una orquídea mariposa o un cymbidium.

6. Una planta de la familia de las Orquídeas con el color de las flores cambiado que tiene el gen que se define en la Reivindicación 1.

7. La planta de la familia de las Orquídeas de acuerdo con la Reivindicación 6, que es una orquídea mariposa o un cymbidium.

8. La planta de la familia de las Orquídeas con el color de las flores cambiado de acuerdo con la Reivindicación 7, que se ha transfectado con un gen que codifica una dihidroflavonol 4-reductasa de Torenia o Gerbera.

9. La planta de la familia de las Orquídeas de acuerdo con la Reivindicación 8, teniendo dicha planta una flor azul y que además se ha transfectado con un gen que codifica una flavanona 3-hidroxilasa derivado de una orquídea mariposa y un gen que codifica una antocianidin sintasa derivada de una orquídea mariposa, Torenia o Gerbera.