Генетически модифицированные высшие растения с улучшенным фотосинтезом и/или продуцированием биомассы, способы и их применение - RU2017122767A

1. Генетически модифицированное высшее растение и/или любые последующие его поколения, имеющие стабильную и/или транзиентую экспрессию по меньшей мере одного генного продукта «CO2-концентрирующего механизма Chlamydomonas reinhardtii» (CCM),

причем экспрессия происходит в межмембранном пространстве и/или в одном или более субклеточных компартментах хлоропластов высшего растения.

2. Генетически модифицированное высшее растение по п. 1, отличающееся тем, что указанный генный продукт «CO₂-концентрирующего механизма Chlamydomonas reinhardtii» (CCM) выбран из группы, состоящей из переносчика LCIA, переносчика гидрокарбоната LCIB, карбоангидраз CAH1 и/или карбоангидраз CAH3 Chlamydomonas reinhardtii.

3. Генетически модифицированное высшее растение по п. 1 или 2, отличающееся тем, что T₁ и/или T₂-поколение или любое последующее поколение генетически модифицированного высшего растения растет быстрее, продуцирует больше биомассы и/или имеет более короткую вегетативную фазу по сравнению с контролем дикого типа.

4. Генетически модифицированное высшее растение по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что указанный генный продукт «CO₂-концентрирующего механизма Chlamydomonas reinhardtii» (CCM) представляет собой карбоангидразу CAH1 Chlamydomonas reinhardtii, в частности, при этом указанная карбоангидраза CAH1 экспрессируется в межмембранном пространстве хлоропласта высшего растения, в частности, при этом экспрессия указанной карбоангидразы CAH1 в межмембранном пространстве хлоропласта высшего растения увеличивает интенсивность фотосинтеза, уровни хлорофилла и/или сухую массу биомассы, измеренные в конце вегетационного периода, по сравнению с контролем дикого типа, в T₁ и/или T₂-поколении или любом последующем поколении указанного трансгенного высшего растения.

5. Генетически модифицированное высшее растение по пп. 1-3, отличающееся тем, что указанный генный продукт «СО2-концентрирующего механизма Chlamydomonas reinhardti» (CCM) представляет собой карбоангидразу CAH3 Chlamydomonas reinhardtii, в частности, при этом указанная карбоангидраза CAH3 экспрессируется в люмене тилакоидов хлоропласта высшего растения, в частности, при этом экспрессия указанной карбоангидразы CAH3 в люмене тилакоидов хлоропласта генетически модифицированного высшего растения увеличивает интенсивность фотосинтеза, уровни хлорофилла и/или биомассу по сравнению с контролем дикого типа, в T₁- и/или T₂-поколении или любом последующем поколении указанного генетически модифицированного высшего растения.

6. Генетически модифицированное высшее растение по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что указанный генный продукт «СО₂-концентрирующего механизма Chlamydomonas reinhardtii» (CCM) представляет собой переносчик гидрокарбоната LCIA Chlamydomonas reinhardtii, в частности, при этом указанный переносчик гидрокарбоната LCIA экспрессируется во внутренней оболочке хлоропласта генетически модифицированного высшего растения, в частности, при этом экспрессия указанного бикарбонатного транспортера LCIA во внутреннем пространстве оболочки хлоропласта генетически модифицированного растения увеличивает интенсивность фотосинтеза, уровни хлорофилла и/или биомассу по сравнению с контролем дикого типа в Т₁- и/или Т₂-поколении или в любом последующем поколении указанного генетически модифицированного высшего растения.

7. Генетически модифицированное высшее растение по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что указанный генный продукт «СО₂-концентрирующего механизма Chlamydomonas reinhardtii» (CCM) представляет собой переносчик гидрокарбоната LCIB Chlamydomonas reinhardtii, в частности, при этом указанный переносчик гидрокарбоната LCIB экспрессируется в строме хлоропласта генетически модифицированного высшего растения, в частности, при этом экспрессия указанного переносчика гидрокарбоната LCIB в строме хлоропласта высшего растения увеличивает биомассу по сравнению с контролем дикого типа в T₁- и/или Т₂-поколении, или любом последующем поколении указанного генетически модифицированного высшего растения.

8. Способ получения генетически модифицированного высшего растения по любому из пп. 1-7.

9. Применение генетически модифицированного высшего растения по любому из пп. 1-7 с целью увеличения скорости производства естественного и/или трансгенного продукта, полученного при помощи указанного генетически модифицированного высшего растения, по сравнению с контролем дикого типа.

10. Применение по п. 9, отличающееся тем, что натуральный продукт, полученный с помощью генетически модифицированного высшего растения, выбран из цветка, плода, семени, ореха и/или любой другой коммерчески применимой части растения.

11. Применение по п. 9, отличающееся тем, что трансгенный продукт, продуцируемый генетически модифицированным высшим растением, выбран из нуклеиновой кислоты, белка, пептида и/или любого другого метаболического продукта, полученного с помощью трансгенных способов.

12. Применение способа по п. 8 для увеличения одной или более характеристик, выбранных из группы: интенсивности фотосинтеза, фотосинтетической фиксации углерода, уровня хлорофилла и/или биомассы в T₁- и/или T₂- и/или в любом последующем поколении генетически модифицированного высшего растения.

13. Применение способа по п. 8 для создания генетически модифицированного высшего растения, которое способно расти в условиях климата и/или питания, которые не позволяют расти контролю дикого типа или приводят к его менее эффективному росту.

14. Любой из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что указанное генетически модифицированное высшее растение представляет собой C3- или C4-растение.

15. Любой из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что генетически модифицированное высшее растение выбрано из группы, включающей рис, пшеницу, апельсиновое дерево, виноградное растение, кофейное дерево, растение табака, чайный куст, растение арахиса, лимонное дерево, картофель, морковь, томат, персиковое дерево, яблоню, грушевое дерево, манго, ячмень, овес, рожь, тритикале, фасоль обыкновенную, сою, маш, конские бобы, вигну, горох, нут, голубиный горох, чечевицу, банановое дерево, кокосовую пальму, таро, ямс, сладкий картофель, маниок, сахарную свеклу, хлопок, джут, агаву сизалевую, кунжут, подсолнечник, рапс, сафлор, африканское просо, кукурузу (маис), амарант, сорго, просо, сахарный тростник, сыть круглую, росичку кровяную, куриное просо, лебеду седоватую и марь.

16. Любой из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что указанное генетически модифицированное высшее растение представляет собой растение табака (Nicotiana tabacum).