玉米根优先启动子及其用途制造技术

提供了来自玉米的启动子，该启动子优先在植物根中，例如玉米植物根中，启动转录。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
玉米根优先启动子及其用途本分案申请是基于申请号为03818391. 9，申请日为2003年07月 28日，专利技术名称为"玉米根优先启动子及其用途，，的原始中国专利申 请的分案申请。专利
本专利技术涉及玉米启动子的分离，该启动子能够指导与之可操作性相 连的外源DNA序列优先地、选择性或专门地在植物(例如玉米植物) 根中的转录。本专利技术还涉及嵌合基因用于在植物(例如玉米植物)根 中优先地或选择性地表达生物活性目的RNA的用途。还提供了含有与 外源DNA序列可操作性相连的玉米根优先或选择性启动子的植物，例 如玉米植物，所述外源DNA序列转录后会优先地或选择性地在植物根 中产生生物活性RM。相关技术说明转基因植物生产中的一项重要考虑是，以优先或选择性的方式在目 的组织中获得足够高的转基因表达水平。以这种方式，可以避免与转 录物组成型表达有关的潜在缺陷，例如生产緩慢。对适宜启动子的选 择是获得某一特定转基因的目的表达模式的关键。转基因在植物(特别是谷类植物，例如玉米)根中的选择性表达， 被认为是具有潜在商业重要性的，例如，对于根组织功能的改变、对 于偏好攻击根的病原体或害虫的抗性(例如，线虫、玉米根虫， 等)、对除草剂或不良环境条件(例如干旱或土壤组成)的抗性。US 5, 633, 363描述了一个分离自玉米、命名为ZRP2的、4.7 kb 上游启动子区域，归结了该启动子区域在驱动异源基因的根优先表达 中的特定用途。W0 97/44448通常涉及植物中的基因表达机制，更特别涉及在植物 中以组织特异性方式特别是在根中的基因表达调控。公开了促成组织 优先(tissue-preferred)基因表达的转录调控元件的分离方法。WO 00/15662描述了一种富甘氨酸蛋白(zmGRP3)的启动子，该蛋 白质转录物按发育特异性模式仅在幼玉米秧苗根中累积。W0 00/070068和WO 00/70066分别描述了玉米RS81和RS324启 动子，它们是在玉米根组织但不在种子组织中表达的基因的启动子， 并且在分子分析中它们被描述为具有根特异性表达模式。尽管存在玉米根优先启动子 (corn root preferential promoter)在现有技术中是可以获得的这一事实，还是仍然需要一种 可以作为替代的、能够进行优先或选择性根选择性表达的启动子，例 如对于几种外源的目的DNA序列的独立表达而不存在由于使用相同的 启动子而导致出现转录后沉默的可能性。此外，已知的玉米根优先启 动子各自指导特定的时间、空间和/或发育表达模式，它们并不总是能 满足特定的目的。因此仍然需要新的、能够控制根中转录的、根玉米 优先启动子，优选以更具选择性的方式控制转录、以及更优选产生高 丰度的转录产物。
技术实现思路
概述本专利技术的一个目的是提供含有选自下组的核苷酸序列的玉米根优先启动子a) 含有SEQ ID No 1自第1位核苷酸至第338位核苷酸的核苷^ 列、或SEQ ID No 2自第ll位核苷酸至第1196位核苷酸的核苷 酸序列("GL4启动子")的核苷酸序列；b) 含有SEQ ID No 14自第1位核苷酸至第1280位核苷酸的核苷酸 序列("GL5启动子")的核苷酸序列；c) 含有编码mRNA的玉米优先基因的5'末端约400 bp至约1300 bp DNA片段核苷酸序列的核苷酸序列，由该mRNA可以制备含有与核 普i^f列SEQ ID No 7或SEQ ID No 8或SEQ ID No 9或SEQ ID No 10的互补序列的cDNA;d) 含有编码mRNA的玉米优先基因的5'末端约400 bp至约1300 bp DNA片段核苷酸序列的核苷酸序列，由该mRNA可以制备包含编码 具有氨基酸序列SEQ ID No 4或6的多肽的核苷酸序列的cDNA;e) 含有编码mRNA的玉米优先基因的5'末端约400 bp至约1300 bp DNA片段核苷酸序列的核苷酸序列，由该mRNA可以制备含有具有 SEQ ID No 3、 5或11之中任一核苷酸序列至少75%、优选至少 80%、更优选至少90%、特别优选至少95%、更特别优选与W目 同的核苷酸序列的cDNA;f) 含有具有a)、b)、c)、d)、e)、或f)中所提及的任一所 述核苷酸序列至少70%、优选至少80%、更优选至少90%、特 别优选至少95%、更特别优选与之相同的核苷酸序列的核苷酸序 列；或g) 核苷酸序列，其含有在严紧条件下与具有a) 、 b) 、 c) 、 d)、 e)、或f )中所述核苷酸序列的DNA片段杂交的约400 bp至约 1300 bp DNA片段的核苷紗列。玉米根优先启动子可以包含在玉米根优先启动子区域内，并且可以 进一步含有SEQ ID No 1自第339位核苷酸至第366位核苷酸的核苷 酸序列、或SEQ ID No 14自笫1281位核苷酸至第1308位核苷酸的核 苷酸序列。本专利技术的另一个目的是提供含有以下可操作性连接的DNA区域的嵌 合基因本专利技术的玉米根优先启动子；编码生物活性目的RNA的异源 DNA区域；和在植物细胞中有活性的转录终止和多聚腺苷酸化信号。 生物活性RNA可以编码目的蛋白质，例如当在植物细胞中表达时会赋 予所述植物害虫或病原体抗性的蛋白质。生物活性RNA还可以是对目 的靶基因转录后沉默有用的反义、有义或双链RNA。还提供了含有本专利技术嵌合基因的植物细胞和植物或其种子，特别是 谷类植物，例如玉米植物。另 一个目的还是提供优先在植物(例如玉米植物)根中表达生物活 性RNA的方法，包括步骤提供带有本专利技术嵌合基因的所述植物的根 细胞；并使该植物生长。本专利技术进一步提供本专利技术玉米根优先启动子用于在植物(例如玉米 植物)根中优先表达生物活性RNA的用途。本专利技术的另一个目的是提供经分离的DNA分子、及其用于分离玉米 根优先启动子或启动子区域的用途，该分离的DM分子含有编码含有 M紗列SEQ ID No 4或SEQ ID No 6的蛋白质的核普紗列、特 别是选自SEQ ID No 3、 SEQ ID No 5和SEQ ID No 11的核苷酸序 列。在本专利技术的另一实施方式中提供了分离玉米根优先启动子区域的方 法，包括步骤鉴定编码RNA转录物的基因组片段或功能等同物，由 该RNA转录物可以合成cDNA，该cDM含有核普酸序列SEQ ID NO 3 或SEQ ID No 5;分离编码具有氨基酸序列SEQ ID No 4或SEQ ID No 6的蛋白质的核苷酸序列的上游DNA区域或功能等同物。还提供了由此方法获得的玉米>^艮优先启动子。 附图简述附附图说明图1: cDNAs GL4、 GL5和GL12的核普酸序列比对。用破折号表 示为优化比对而引入的缺口。附图2:来自GL4的短玉米根优先启动子区域的核苷酸序列。附图3:来自GL4的长玉米根优先启动子区域的核苷酸序列。附图4:来自GL5的玉米才艮优先启动子区域的核苷酸序列。附图5: pTWVOll示意图。LB:左侧T-DNA边界；3'nos:胭脂碱 合成酶基因3'末端；bar:双丙氨酰膦(bialaphos )抗性编码区域； P35S3: CaMV 35S转录物的启动子区域；3' 35S: CaMV 35S转录物的 3'末端本文档来自技高网...

【技术保护点】
玉米根优先启动子片段，其含有ＳＥＱ　　ＩＤ　　Ｎｏ　　１４自第１位核苷酸至第１２８０位核苷酸的核苷酸序列或具有核苷酸替代、缺失或插入的核苷酸序列，且提供与所述玉米根优先启动子片段可操作性连接的ＤＮＡ片段的玉米根特异性表达。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：G范德基姆潘，G范埃尔迪克，F穆勒瓦特，
申请(专利权)人：G范德基姆潘，G范埃尔迪克，F穆勒瓦特，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]