コーヒー植物中のカロテノイド及びアポカロテノイドの生合成経路を構成するポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを開示する。コーヒーカロテノイド遺伝子由来のプロモーター配列、並びにこれらのポリヌクレオチド、ポリペプチド、及びプロモーター配列を、コーヒー豆の風味、芳香、及び他の特徴の遺伝子制御及び操作とともに、コーヒー植物の光合成の操作に使用する方法も開示する。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィトエンシンターゼ、フィトエンデサチュラーゼ、色素体ターミナルオキシダーゼ（ｐｌａｓｔｉｄ ｔｅｒｍｉｎａｌ ｏｘｉｄａｓｅ）、β−カロテンヒドロキシラーゼ、リコペンε−シクラーゼ、ゼアキサンチンエピオキシダーゼ（ｚｅａｘａｎｔｈｉｎｅ ｅｐｉｏｘｉｄａｓｅ）、ビオラキサンチンデエポキシダーゼ、９−シス−エポキシカロテノイドジオキシゲナーゼ、カロテノイド開裂ジオキシゲナーゼ、フィブリリン、フィトエンデヒドロゲナーゼ様酵素−１及びゼータカロテンデサチュラーゼから選択される、カロテノイド又はアポカロテノイド生合成経路酵素をコードするコード配列を有する、コーヒー（コーヒー種（Ｃｏｆｆｅａ ｓｐｐ．））から単離された核酸分子。
【請求項２】
コード配列がフィトエンシンターゼをコードする、請求項１に記載の核酸分子。
【請求項３】
フィトエンシンターゼが配列番号１３と７６％より大きい同一性があるアミノ酸配列を有する、請求項２に記載の核酸分子。
【請求項４】
フィトエンシンターゼが配列番号１３を含むアミノ酸配列を有する、請求項３に記載の核酸分子。
【請求項５】
コード配列が配列番号１を含む、請求項２に記載の核酸分子。
【請求項６】
コード配列がフィトエンデサチュラーゼをコードする、請求項１に記載の核酸分子。
【請求項７】
フィトエンデサチュラーゼが配列番号１４と７６％より大きい同一性があるアミノ酸配列を有する、請求項６に記載の核酸分子。
【請求項８】
フィトエンデサチュラーゼが配列番号１４を含むアミノ酸配列を有する、請求項７に記載の核酸分子。
【請求項９】
コード配列が配列番号２を含む、請求項６に記載の核酸分子。
【請求項１０】
コード配列が色素体ターミナルオキシダーゼをコードする、請求項１に記載の核酸分子。
【請求項１１】
色素体ターミナルオキシダーゼが配列番号１５と６１％より大きい同一性があるアミノ酸配列を有する、請求項１０に記載の核酸分子。
【請求項１２】
色素体ターミナルオキシダーゼが配列番号１５を含むアミノ酸配列を有する、請求項１１に記載の核酸分子。
【請求項１３】
コード配列が配列番号３を含む、請求項１０に記載の核酸分子。
【請求項１４】
コード配列がβ−カロテンヒドロキシラーゼをコードする、請求項１に記載の核酸分子。
【請求項１５】
β−カロテンヒドロキシラーゼが配列番号１６と７３％より大きい同一性があるアミノ酸配列を有する、請求項１４に記載の核酸分子。
【請求項１６】
色素体ターミナルオキシダーゼが配列番号１６を含むアミノ酸配列を有する、請求項１５に記載の核酸分子。
【請求項１７】
コード配列が配列番号４を含む、請求項１４に記載の核酸分子。
【請求項１８】
コード配列がリコペンε−シクラーゼをコードする、請求項１に記載の核酸分子。
【請求項１９】
リコペンε−シクラーゼが配列番号１７と８６％より大きい同一性があるアミノ酸配列を有する、請求項１８に記載の核酸分子。
【請求項２０】
リコペンε−シクラーゼが配列番号１７を含むアミノ酸配列を有する、請求項１９に記載の核酸分子。
【請求項２１】
コード配列が配列番号５を含む、請求項１８に記載の核酸分子。
【請求項２２】
コード配列がゼアキサンチンエピオキシダーゼをコードする、請求項１に記載の核酸分子。
【請求項２３】
ゼアキサンチンエピオキシダーゼが配列番号１８と７２％より大きい同一性があるアミノ酸配列を有する、請求項２２に記載の核酸分子。
【請求項２４】
ゼアキサンチンエピオキシダーゼが配列番号１８を含むアミノ酸配列を有する、請求項２３に記載の核酸分子。
【請求項２５】
コード配列が配列番号６を含む、請求項２２に記載の核酸分子。
【請求項２６】
コード配列がビオラキサンチンデエポキシダーゼをコードする、請求項１に記載の核酸分子。
【請求項２７】
ビオラキサンチンデエポキシダーゼが配列番号１９と７４％より大きい同一性があるアミノ酸配列を有する、請求項２６に記載の核酸分子。
【請求項２８】
ビオラキサンチンデエポキシダーゼが配列番号１９を含むアミノ酸配列を有する、請求項２７に記載の核酸分子。
【請求項２９】
コード配列が配列番号７を含む、請求項２６に記載の核酸分子。
【請求項３０】
コード配列が９−シス−エポキシカロテノイドジオキシゲナーゼをコードする、請求項１に記載の核酸分子。
【請求項３１】
９−シス−エポキシカロテノイドジオキシゲナーゼが配列番号２０と７５％より大きい同一性があるアミノ酸配列を有する、請求項３０に記載の核酸分子。
【請求項３２】
９−シス−エポキシカロテノイドジオキシゲナーゼが配列番号２０を含むアミノ酸配列を有する、請求項３１に記載の核酸分子。
【請求項３３】
コード配列が配列番号８を含む、請求項３０に記載の核酸分子。
【請求項３４】
コード配列がカロテノイド開裂ジオキシゲナーゼをコードする、請求項１に記載の核酸分子。
【請求項３５】
カロテノイド開裂ジオキシゲナーゼが配列番号２１と８３％より大きい同一性があるアミノ酸配列を有する、請求項３４に記載の核酸分子。
【請求項３６】
カロテノイド開裂ジオキシゲナーゼが配列番号２１を含むアミノ酸配列を有する、請求項３５に記載の核酸分子。
【請求項３７】
コード配列が配列番号９を含む、請求項３４に記載の核酸分子。
【請求項３８】
コード配列がフィブリリンをコードする、請求項１に記載の核酸分子。
【請求項３９】
フィブリリンが配列番号２２と７２％より大きい同一性があるアミノ酸配列を有する、請求項３８に記載の核酸分子。
【請求項４０】
フィブリリンが配列番号２２を含むアミノ酸配列を有する、請求項３９に記載の核酸分子。
【請求項４１】
コード配列が配列番号１０を含む、請求項３８に記載の核酸分子。
【請求項４２】
コード配列がフィトエンデヒドロゲナーゼ様酵素−１から選択されるフィトエンデヒドロゲナーゼ様酵素をコードする、請求項１に記載の核酸分子。
【請求項４３】
フィトエンデヒドロゲナーゼ様酵素が配列番号２３と７２％より大きい同一性があるアミノ酸配列を有する、請求項４２に記載の核酸分子。
【請求項４４】
フィトエンデヒドロゲナーゼ様酵素が配列番号２３を含むアミノ酸配列を有する、請求項４３に記載の核酸分子。
【請求項４５】
コード配列が配列番号１１を含む、請求項４２に記載の核酸分子。
【請求項４６】
コード配列がゼータカロテンデサチュラーゼをコードする、請求項１に記載の核酸分子。
【請求項４７】
ゼータカロテンデサチュラーゼが配列番号２４と９２％より大きい同一性があるアミノ酸配列を有する、請求項４６に記載の核酸分子。
【請求項４８】
ゼータカロテンデサチュラーゼが配列番号２４を含むアミノ酸配列を有する、請求項４７に記載の核酸分子。
【請求項４９】
コード配列が配列番号１２を含む、請求項４６に記載の核酸分子。
【請求項５０】
コード配列が遺伝子のオープンリーディングフレームである、請求項１に記載の核酸分子。
【請求項５１】
請求項５０に記載の遺伝子の転写によって作製されたｍＲＮＡ分子。
【請求項５２】
請求項５１に記載のｍＲＮＡ分子の逆転写によって作製されたｃＤＮＡ分子。
【請求項５３】
請求項１に記載の核酸分子のセグメントと相補的である、長さが８〜１００塩基のオリゴヌクレオチド。
【請求項５４】
請求項１に記載の核酸分子のコード配列を含むベクター。
【請求項５５】
プラスミド、ファージミド、コスミド、バキュロウイルス、バクミド、細菌、酵素及びウイルスベクターからなるベクターの群から選択される発現ベクターである、請求項５４に記載のベクター。
【請求項５６】
核酸分子のコード配列が構成的プロモーターと作動的に連結している、請求項５４に記載のベクター。
【請求項５７】
核酸分子のコード配列が誘導性プロモーターと作動的に連結している、請求項５４に記載のベクター。
【請求項５８】
核酸分子のコード配列が組織特異的プロモーターと作動的に連結している、請求項５４に記載のベクター。
【請求項５９】
組織特異的プロモーターが種子特異的プロモーターである、請求項５８に記載のベクター。
【請求項６０】
コーヒー種子特異的プロモーターがカロテノイド又はアポカロテノイド遺伝子プロモーターである、請求項５９に記載のベクター。
【請求項６１】
カロテノイド又はアポカロテノイド遺伝子プロモーターが配列番号２５を含む、請求項６０に記載のベクター。
【請求項６２】
種子特異的プロモーターがコーヒー種子特異的プロモーターである、請求項５９に記載のベクター。
【請求項６３】
請求項５４に記載のベクターで形質転換された宿主細胞。
【請求項６４】
植物細胞、細菌細胞、真菌細胞、昆虫細胞及び哺乳動物細胞からなる群から選択される、請求項６３に記載の宿主細胞。
【請求項６５】
コーヒー、タバコ、シロイヌナズナ、トウモロコシ、コムギ、イネ、ダイズ、オオムギ、ライムギ、カラスムギ、モロコシ、アルファルファ、クローバー、アブラナ、ベニバナ、ヒマワリ、ラッカセイ、カカオ、トマティロ、ジャガイモ、コショウ、ナス、サトウダイコン、ニンジン、キュウリ、レタス、エンドウマメ、アスター、ベゴニア、キク、ヒエンソウ、ヒャクニチソウ、及び芝草からなる植物の群から選択される植物細胞である、請求項６４に記載の宿主細胞。
【請求項６６】
請求項６５に記載の宿主細胞から作製された稔性植物。
【請求項６７】
コーヒー豆の風味又は芳香を調節する方法であって、コーヒー種子内で１つ又は複数のカロテノイド又はアポカロテノイド生合成経路酵素の産生又は活性を調節するステップを含み、当該カロテノイド又はアポカロテノイド生合成経路酵素が、フィトエンシンターゼ、フィトエンデサチュラーゼ、色素体ターミナルオキシダーゼ、β−カロテンヒドロキシラーゼ、リコペンε−シクラーゼ、ゼアキサンチンエピオキシダーゼ、ビオラキサンチンデエポキシダーゼ、９−シス−エポキシカロテノイドジオキシゲナーゼ、カロテノイド開裂ジオキシゲナーゼ、フィブリリン、フィトエンデヒドロゲナーゼ様酵素−１、及びゼータカロテンデサチュラーゼから選択される方法。
【請求項６８】
１つ又は複数のカロテノイド又はアポカロテノイド生合成経路酵素の産生又は活性を増大するステップを含む、請求項６７に記載の方法。
【請求項６９】
コーヒー種子内で１つ又は複数の内因性カロテノイド又はアポカロテノイド生合成経路酵素遺伝子の発現を増大するステップを含む、請求項６８に記載の方法。
【請求項７０】
カロテノイド又はアポカロテノイド生合成経路酵素をコードする導入遺伝子を植物中に導入するステップを含む、請求項６８に記載の方法。
【請求項７１】
１つ又は複数のカロテノイド又はアポカロテノイド生合成経路酵素の産生又は活性を低下するステップを含む、請求項６７に記載の方法。
【請求項７２】
１つ又は複数のカロテノイド又はアポカロテノイド生合成経路酵素をコードする遺伝子の発現を阻害する核酸分子をコーヒー中に導入するステップを含む、請求項７１に記載の方法。
【請求項７３】
カロテノイド又はアポカロテノイド生合成経路酵素をコードするコーヒー植物遺伝子から単離されたプロモーター。
【請求項７４】
遺伝子が配列番号１２〜２４のいずれか１つと５０％以上同一であるアミノ酸配列を有するカロテノイド又はアポカロテノイド生合成経路酵素をコードする、請求項７３に記載のプロモーター。
【請求項７５】
遺伝子が配列番号１２〜２４のいずれか１つの任意のアミノ酸配列を有するカロテノイド又はアポカロテノイド生合成経路酵素をコードする、請求項７４に記載のプロモーター。
【請求項７６】
遺伝子が配列番号１〜１２で示す配列のいずれか１つと５０％以上同一であるオープンリーディングフレームを含む、請求項７３に記載のプロモーター。
【請求項７７】
遺伝子が配列番号１〜１２のいずれか１つを有するオープンリーディングフレームを含む、請求項７６に記載のプロモーター。
【請求項７８】
ＴＡＴＡボックス、アブシジン酸反応性エレメント、レグミニン（ｌｅｇｕｍｉｎｉｎ）型タンパク質の発現を制御するレグミニンボックスのＲＹ反復（ＣＡＴＧＣＡ（Ｔ／ａ）（Ａ／ｇ）、少なくとも１つの脱水反応性エレメント／Ｃ−反復シス作用性配列モチーフ（Ｇ／ＡＣＣＧＡＣ）及び少なくとも１つのＥ−ボックスモチーフ（ＣＡＮＮＴＧ）からなる群から選択される１つ又は複数の制御性配列を含む、請求項７３に記載のプロモーター。
【請求項７９】
配列番号２５を含む、請求項７８に記載のプロモーター。
【請求項８０】
１つ又は複数のコード配列と作動的に連結した、請求項７３に記載のプロモーターを含むキメラ遺伝子。
【請求項８１】
請求項７９に記載のキメラ遺伝子を含む、細胞を形質転換するベクター。
【請求項８２】
請求項８１に記載のベクターで形質転換された細胞。
【請求項８３】
植物細胞である、請求項８２に記載の形質転換細胞。
【請求項８４】
コーヒー種の細胞である、請求項８３に記載の形質転換植物細胞。
【請求項８５】
請求項８３に記載の形質転換植物細胞を再生することによって作製された稔性トランスジェニック植物。
【請求項８６】
コーヒー種である、請求項８５に記載の稔性トランスジェニック植物。

【図１】

【図２】

【図３】

【図４Ａ】

【図４Ｂ】

【図４Ｃ】

【図４Ｄ】

【図４Ｅ】

【図４Ｆ】

【図４Ｇ】

【図４Ｈ】

【図４Ｉ】

【図４Ｊ】

【図４Ｋ】

【図５】

【図９】

【図１０】

【図６】

【図７】

【図８】

【公表番号】特表２００９−５０６７７６（Ｐ２００９−５０６７７６Ａ）
【公表日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５２９３５５（Ｐ２００８−５２９３５５）
【出願日】平成１８年９月１日（２００６．９．１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０３４４０２
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０２８１１５
【国際公開日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【出願人】（５０８０６５７３２）コーネル　ユニヴァーシティー (4)
【出願人】（５９９１３２９０４）ネステク　ソシエテ　アノニム (637)
【Ｆターム（参考）】