[发明专利]包含可溶性细胞壁多糖的转基因植物

说明书

本发明提供生物燃料制品、木制品或其它制品，例如纸制品、纺织制品或纱线制品。所述制品可以包含来自过表达编码一种酶的核酸分子的转基因植物的材料，所述酶使植物细胞壁比野生型植物细胞壁更具水溶性。

本申请是以下申请的分案申请：申请日：2008年3月26日；申请号：200880017574.2(PCT/IL2008/000419)；发明名称：同上。

发明领域

本发明一般涉及被遗传改造而显示出改变的结构、形态或表型的植物。一般来说，改变的结构、形态或表型与表达可溶性多糖的植物的细胞壁相关，所述可溶性多糖将在细胞壁合成的过程中插入，或修饰细胞壁聚合物，以变成更可溶的。具有这些特征的植物能使溶剂和酶更快速地穿透，或者更快速地分解细胞壁，产生产物，如生物燃料制品或木制品。这些制品可更加快速便宜地加工。

发明背景

在生物质至乙醇的加工中，最耗能的步骤是预处理。该过程通过水解反应将原料的大部分半纤维素部分转变为可溶性糖，主要是木糖、甘露糖、阿拉伯糖、半乳糖和葡萄糖。小部分纤维素转变为葡萄糖。该转变使用稀硫酸和高温(例如190℃)完成。这些条件还溶解原料中的某些木质素，并暴露随后进行酶促水解的纤维素。从那一刻起，纤维素经历糖化和发酵，将纤维素转变为乙醇。使原料植物易受液体穿透或细胞壁分解将使该加工更便宜和更快速。

同样，制备木制品、纸制品、纤维制品或纺织制品的加工方法包括将溶剂和酶穿透入原料中。这些溶剂和酶的更快速穿透也将使这些加工更便宜快捷。本发明满足了该需要，并且还提供了其它优势。

发明概述

本发明提供生物燃料制品、木制品或其它制品，例如纸制品、纺织品或纱线制品。所述制品可以包含来自过表达编码一种酶的核酸分子的转基因植物的材料，所述酶催化多糖的合成，所述多糖是水溶性的和/或将在酸处理或碱处理时融化或溶解。或者，所述多糖可被转变为第二种多糖，所述第二种多糖是水溶性的和/或将在酸处理或碱处理时融化或溶解。

更具体地说，本发明涉及表达细胞壁调节性转基因或基因构建体的转基因植物，所述转基因或基因构建体导致转基因植物具有改变的结构或形态。细胞壁调节性转基因可以为编码一种酶的基因，所述酶催化水溶性聚合物的合成，尤其是在细胞壁中的合成，特别是在这样的水溶性聚合物插入到正常细胞壁中之处的合成。这类酶的实例是果聚糖蔗糖酶(levansucrase)。这类聚合物的实例是果聚糖。

或者，所述转基因为编码一种酶的基因，所述酶催化聚合物的合成，所述聚合物然后被转变为水溶性聚合物。这类酶的实例为几丁质合酶。这类聚合物的实例是几丁质，其可被转变为壳聚糖。这类酶的另一个实例是这样的一些酶：其可以将一个或多个N-乙酰葡糖胺单元(unit)掺入到纤维素聚合物中，由此产生几丁质-纤维素聚合物，该聚合物可被转变为壳聚糖-纤维素聚合物。另外，几丁质-纤维素聚合物在未转变的情况下为本发明的一个实例，因为其是不如纤维素聚合物高级的或晶体化的结构，并因此更具水溶性。

最后，本发明的转基因可以为某种酶，所述酶可使植物中的、更具体地优选细胞壁中的既有聚合物更具水溶性。这类酶的实例是纤维二糖脱氢酶(CDH)，其可以使纤维素聚合物比其天然形式更具水溶性。

另一方面，本发明提供过表达编码一种酶的核酸分子的转基因植物，所述酶催化多糖的合成，所述多糖处于细胞壁中，并在酸处理或碱处理时融化或溶解，前提是所述酶不是透明质酸合酶，且所述多糖不是透明质酸。

附图简述

图1显示了包含3种不同启动子的构建体，其于植物细胞壁发育的不同阶段表达Lsc基因，所述构建体制备用于转化桉树杂合体(Eucalyptus hybrid)(E.europhylla XE.grandis)。

图2显示了采用使用4CL和cel1启动子的两个不同构建体的转基因事件的频率。使用4CL启动子实现的转化百分率略高于cel1启动子。