新型玉米泛素启动子制造技术

玉米栽培种B73泛素‑1(玉米栽培种B73 Ubi‑1)启动子在植物中驱动组成型转基因的高水平表达。在多基因构建体中反复使用相同的玉米栽培种B73Ubi‑1启动子还会导致基因沉默，从而使转基因产物有效性降低。提供了基因调控启动子元件、构建体，和使用来自不同玉米基因型玉米栽培种B104的Ubi‑1启动子的基因调节元件在植物细胞和/或植物组织中表达转基因的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关专利申请相互参考本申请要求根据35 USC§119(e)获得于2013年12月31日提交的美国临时专利申请系列号61/922,522的利益，其全部公开内容通过提述并入本文。援引电子提交的序列表序列表的正式拷贝已作为ASCII格式序列表通过EFS-Web电子提交，文件名为“69893_ST25.txt”，创建于2014年12月30日，大小为13.6千字节，并与本说明书同时提交。该ASCII格式文档中包含的序列表是本说明书的一部分，并且其全部内容通过提述并入本文。专利
本专利技术一般地涉及植物分子生物学领域，更具体地，涉及在植物中表达转基因的领域。背景许多植物物种能够被转基因转化，以引入农艺学期望的性状或特征。开发和/或修饰植物物种使之具有特定的期望性状。一般地，期望的性状包括，例如，提高营养价值品质、增加产量、赋予病虫害抗性、提高干旱和胁迫耐受性、提高园艺品质(例如，色素沉着和生长)、赋予除草剂抗性、能够从植物生产工业上有用的化合物和/或材料，和/或赋予生产药物的能力。通过植物转化技术产生在单个基因组座位上堆叠多个转基因的转基因植物物种。植物转化技术将转基因引入到植物细胞中，回收在植物基因组中稳定整合了转基因拷贝的能育的转基因植物，随后通过转基因的转录和翻译进行转基因表达，从而产生具有期望性状和表型的转基因植物。不过，能够产生高表达以性状堆叠的形式工程构建的多个转基因的转基因植物物种的办法是令人期望的。类似地，能够在植物的特定组织或器官中表达转基因的办法也是令人期望的。例如，通过用病原体抗性基因转化植物基因组从而使病原体抗性蛋白在植物的根部强烈表达，可能实现植物对土壤源性病原体感染的抗性提高。或者，可能期望在处于特定生长或发育阶段，例如细胞分裂或伸长期，的植物组织中表达转基因。本文描述了玉米Ubi-1启动子调节元件，其包括启动子、上游启动子、5’-UTR和内含子。进一步描述了使用该基因调节元件的构建体和方法。概要本文公开了用于在植物细胞和/或植物组织中表达转基因的启动子、构建体和方法。在一个实施方案中，转基因的表达包括使用启动子。在一个实施方案中，启动子包含多核苷酸序列。在一个实施方案中，启动子多核苷酸序列包含上游启动子，5'-非翻译区(5'-UTR)或前导序列，和内含子。在一个实施方案中，启动子多核苷酸序列包含泛素-1基因(Ubi-1)。在一个实施方案中，启动子多核苷酸序列包含玉米(Z.mays)的Ubi-1基因。在一个实施方案中，构建体包括基因表达盒，所述基因表达盒包含从玉米Ubi-1基因获得的启动子多核苷酸序列。在一个实施方案中，来自玉米的Ubi-1启动子多核苷酸序列包括上游启动子区，5'-UTR或前导序列，和内含子。在一个实施方案中，构建体包括基因表达盒，所述基因表达盒包含从玉米Ubi-1基因获得的启动子多核苷酸序列，该启动子多核苷酸序列与来自杯水母属(Phialidium)物种的黄色荧光蛋白编码基因(PhiYFP)的内含子融合。在一个实施方案中，构建体包括基因表达盒，该基因表达盒包含来自玉米Ubi-1基因的启动子多核苷酸序列，所述启动子多核苷酸序列与来自杯水母属物种的黄色荧光蛋白编码基因(PhiYFP)的内含子融合，随后是来自玉米过氧化物酶5基因(ZmPer5)的3’-非翻译区(3’-UTR)。所得的多核苷酸序列包括新的启动子基因调控元件。在一个实施方案中，基因表达盒包括与转基因或异源编码序列可操作连接的基因启动子调节元件。在一个实施方案中，基因表达盒包括至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10个或更多个转基因。本文公开了培植植物的方法，所述植物使用新型基因启动子调节元件(例如，上游启动子，5’-UTR和内含子)表达转基因。本文还公开了培养植物组织和细胞的方法，所述植物组织和细胞使用新的基因启动子调节元件表达转基因。在一个实施方案中，本文公开的方法包括植物叶、根、愈伤组织和花粉中的组成型基因表达。本文还公开了纯化包含新的基因启动子调节元件的多核苷酸序列的方法。附图简述图1显示构成玉米栽培种B73 Ubi-1基因的示意性的新型启动子。该启动子包括上游元件、5’-UTR或前导序列，和内含子。该上游元件位于转录起始位点(TSS)的5’上游，用长箭头指示。该上游元件由调节元件(例如TATA盒，用短箭头指示)和热休克元件(用星号指示)构成。图2显示了载体pDAB105712的质粒图，其包括PCR扩增的玉米栽培种B104 Ubi-1基因的启动子序列。图3显示了玉米栽培种B73 Ubi-1基因对照启动子(SEQ ID NO:1)的多核苷酸序列，上游启动子区用下划线指示，5’-UTR/前导序列用阴影指示，内含子区用小写字母指示。图4显示了玉米栽培种B104 Ubi-1启动子(SEQ ID NO:2)的多核苷酸序列，上游启动子区用下划线指示，5’-UTR/前导序列用阴影指示，内含子区用小写字母指示。图5显示了玉米栽培种B104的上游启动子区(SEQ ID NO:4)与玉米栽培种B73的对照上游启动子序列(SEQ ID NO:3)的多核苷酸序列比对。图6显示了玉米栽培种B104的5’-UTR/前导区(SEQ ID NO:6)与玉米栽培种B73的对照5’-UTR/前导序列(SEQ ID NO:5)的多核苷酸序列比对。图7显示了玉米栽培种B104的内含子区(SEQ ID NO:8)与玉米栽培种B73的对照内含子序列(SEQ ID NO:7)的多核苷酸序列比对。图8显示了二元表达构建体pDAB105748的载体图，其包括插入在目的载体pDAB10197中的对照入门载体pDAB105742(玉米栽培种B73)。图9显示了二元表达构建体pDAB105745的载体图，其包括插入在目的载体pDAB10197中的入门载体pDAB105739(玉米栽培种B104)。图10显示了二元表达构建体pDAB105748(玉米栽培种B73)和pDAB105745(玉米栽培种B104)的PhiYFP基因在To植物愈伤组织中的表达。图11显示了二元表达构建体pDAB105748(玉米栽培种B73)、pDAB105745(玉米栽培种B104)和阴性对照的PhiYFP基因在T1植物花粉中的表达。详细说明定义如本文所使用的，除非在上下文中清晰且明确地指出，否则冠词“一”、“一个”和“该”包括复数指代。如本文所使用的，术语“回交”是指如下的过程，其中育种者将杂交后代与其中一个亲本杂交，例如第一代杂交体F1与F1杂交体的亲本基因型的其中一个杂交。如本文所使用的，术语“内含子”是指基因(或者被表达的感兴趣核苷酸序列)中包含的任何被转录但不被翻译的核酸序列。内含子包括被表达的DNA序列内的非翻译核酸序列，以及从其转录的RNA分子中的相应序列。本文所述的构建体还可以包含可增强翻译和/或mRNA稳定性的序列，例如内含子。这样的一个内含子的实例是拟南芥组蛋白H3变异体基因II的第一内含子，或者任何其它公知的内含子序列。内含子可以和启动子序列组合使用，以提高翻译和/或mRNA稳定性。如本文所使用的，术语“5’非翻译区”或“5’-UTR”是指前mRNA或成熟mRNA 5’端的非翻译区段。例如，在成熟的mRNA上，5’-UTR本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基因表达盒，其包括与转基因可操作连接的启动子，其中该启动子包括与SEQ ID NO:2具有至少90％序列同一性的多核苷酸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.31 US 61/922,5221.一种基因表达盒，其包括与转基因可操作连接的启动子，其中该启动子包括与SEQ ID NO:2具有至少90％序列同一性的多核苷酸。2.权利要求1的基因表达盒，其中该启动子在严格条件下与如下所述的多核苷酸探针杂交：该多核苷酸探针包含与SEQ ID NO:2的互补物的至少90％的序列同一性。3.权利要求1的基因表达盒，其中该可操作连接的转基因编码多肽或小RNA。4.权利要求1的基因表达盒，其中该转基因选自下组：杀虫剂抗性转基因、除草剂耐受性转基因、氮利用效率转基因、水分利用效率转基因、营养品质转基因、DNA结合转基因、和选择标志物转基因。5.权利要求1的基因表达盒，其进一步包括3'-非翻译区。6.一种重组载体，其包括权利要求1的基因表达盒。7.权利要求6的重组载体，其中该载体选自下组：质粒、粘粒、细菌人工染色体、病毒、和噬菌体。8.一种转基因细胞，其包括权利要求1的基因表达盒。9.权利要求8的转基因细胞，其中该转基因细胞是转基因植物细胞。10.一种转基因植物，其包括权利要求9的转基因植物细胞。11.权利要求10的转基因植物，其中该转基因植物是单子叶植物或双子叶植物。12.权利要求11的转基因植物，其中该单子叶植物选自下组：玉米植物，水稻植物，和小麦植物。13.来自权利要求10的转基因植物的转基因种子。14.一种转基因细胞，其包含与SEQ ID NO:2具有至少90％序列同一性的合成多核苷酸。15.权利要求14的转基因细胞，其中该合成多核苷酸在严格条件下与如下所述的多核苷酸探针杂交：该多核苷酸探针与SEQ ID NO:2的互补物包含至少90％的序列同一性。16.权利要求14的转基因细胞，其中该转基因细胞是转基因植物细胞。17.权利要求16的转基因细胞，其中该转基因植物细胞是通过植物转化方法产生的。18.权利要求17的转基因细胞，其中该植物转化方法选自下组：土壤杆菌介导的转化法，生物射弹转化法，碳化硅转化法，原生质体转化法和脂质体转化法。19.一种转基因植物，其包括权利要求14的转基因植物细胞。20.权利要求19的转基因植物，其中该转基因植物是单子叶植物。21.权利要求20的转基因植物，其中该单子叶植物选自下组：玉米植物，水稻植物，和小麦植物。22.来自权利要求21的转基因植物的转基因种子。23.一种重组载体，其包括权利要求14的基因表达盒。24.权利要求23的重组载体，其中该载体选自下组：质粒、粘粒、细菌人工染色体、病毒和噬菌体。25.一种用于在转基因植物中表达异源编码序列的方法，该方法包括：a)用含有如下所述的多核苷酸序列的基因表达盒转化植物细胞：该多核苷酸序列包含与异源编码序列可操作连接的SEQ ID NO:2，该异源编码序列与3’非翻译区可操作连接；b)分离包含该基因表达盒的转化植物细胞；c)将该转化植物细胞再生成转基因植物；和d)获得该转基因植物，其中该转基因植物包括所述含有包含SEQ ID NO:2的多核苷酸序列的基因表达盒。26.权利要求25的方法，其中该异源编码序列选自下组...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·库马尔，M·古普塔，T·R·赖特，S·M·杰恩，D·A·史密斯，D·阿拉贝德，
申请(专利权)人：美国陶氏益农公司，
类型：发明
国别省市：美国;US