玉米调节元件及其用途制造技术

提供了用于在植物细胞和/或植物组织中表达转基因的载体构建体和方法，所述方法使用从玉米分离的基因调节元件，包括启动子、5’‑UTR和/或3’‑UTR。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请相互参考本申请要求获得于2013年10月15日提交的美国临时专利申请No.61/890,901在35U.S.C.5§119(e)下的利益，其全部内容通过引用并入本申请。电子提交材料的引用参考本文引用与本文同时提交的计算机可读的核苷酸/氨基酸序列列表的全部内容作为参考，其标识如下：一个11.4KBASCII(文本)文件，名称为“74275”，创建于2014年10月1日。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，涉及在转基因植物中表达基因。背景植物转化是一种用于在不同作物植物物种中引入农艺学期望性状或特征的有吸引力的技术。开发和/或修饰植物物种使其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、赋予有害生物或昆虫抗性、抗病性、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)、赋予除草剂耐受性、使之能够从植物生产工业上有用的化合物和/或材料，和/或使之能够生产药物。通过植物转化技术来产生包含堆叠在单个基因组座位处的多个转基因的转基因植物。植物转化技术导致转基因被引入到植物细胞中，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。堆叠的每一个转基因通常需要独立的启动子用于植物内的基因表达，因此在转基因堆叠中要使用多个启动子。当需要共表达多个用于调节同一性状的转基因时，经常会导致同一启动子被重复使用以驱动多个转基因的表达。然而，重复使用包含具有高水平序列同一性的序列的启动子，可能会导致基于同源性的基因沉默(HBGS)。当在转基因中使用重复DNA序列时，已经观察到在转基因植物中经常会发生HBGS(Peremartietal.,2010)。此外，在转基因构建体中反复使用相似的DNA序列已经证明在土壤杆菌中具有挑战性，因为质粒会重组和不稳定。本文描述了玉米调节元件(例如，启动子、5’-UTR和3’-UTR)。进一步描述了使用玉米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纯化多核苷酸、载体、构建体和方法。在一个实施方案中，从玉米基因组纯化叶绿素a/b基因的调节元件，并将其与不是天然与所述调节元件连接的序列重组，从而产生用于在对该叶绿素a/b调节元件而言非天然的植物细胞中表达转基因的表达载体。在一个实施方案中，提供了表达载体，其中叶绿素a/b基因的调节元件与多接头序列可操作连接。这种表达载体使基因、转基因、或基因盒易于以与叶绿素a/b基因调节序列可操作连接的状态插入到载体中。在一个实施方案中，提供包括SEQIDNO:1的玉米叶绿素a/b启动子和5’非翻译区(5’-UTR)的构建体。在一个实施方案中，提供基因表达盒，其包括与转基因可操作连接的SEQIDNO:1的玉米叶绿素a/b启动子。在一个实施方案中，构建体包括基因表达盒，其包含SEQIDNO:2或SEQIDNO:3的玉米叶绿素a/b3’UTR。在一个实施方案中，基因表达盒包括与转基因可操作连接的SEQIDNO:2或SEQIDNO:3的玉米叶绿素a/b3’UTR。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或者更多个转基因。在一个实施方案中，基因表达盒独立地包括a)SEQIDNO:1的玉米叶绿素a/b启动子，b)SEQIDNO:2的玉米叶绿素a/b3’UTR和c)SEQIDNO:3的玉米叶绿素a/b3’UTR。根据一个实施方案，提供包括与非叶绿素a/b转基因可操作连接的启动子的核酸载体，其中该启动子由SEQIDNO:1或者与SEQIDNO:1具有90％序列同一性的序列组成。在进一步的实施方案中，核酸载体包括基因盒，其中该基因盒包括启动子、非叶绿素a/b转基因、和3’非翻译区，其中该启动子由与转基因第一末端可操作连接的SEQIDNO:1组成，其中该转基因的第二末端与由SEQIDNO:2或SEQIDNO:3组成的3’非翻译区操作连接。本文公开了培育使用玉米叶绿素a/b启动子和3’-UTR表达转基因的植物的方法。本文还公开了培养使用玉米启动子和3’-UTR表达转基因的植物组织和细胞的方法。在一个实施方案中，本文公开的方法包括在植物茎、叶、穗轴(cob)、须(silk)、籽粒(kernel)、茎、壳(husk)和花粉组织中的组织特异性基因表达。在进一步的实施方案中，本文公开了提高第二基因表达盒中包含的感兴趣基因的过表达的方法。相应地显示了，SEQIDNO:1的玉米启动子、以及SEQIDNO:2或SEQIDNO:3的玉米3’-UTR可以提高位于不同的第二基因表达盒内的感兴趣基因的表达，该第二基因表达盒位于第一基因表达盒的附近(第一基因表达盒确实含有SEQIDNO:1的玉米启动子和SEQIDNO:2或SEQIDNO:3的玉米3’-UTR，且该第二基因表达盒不含有SEQIDNO:1的玉米启动子和SEQIDNO:2或SEQIDNO:3的玉米3’-UTR)。在一些实施方案中，第一基因表达盒距离第二基因表达盒约1,000bp,2,000bp,3,000bp,4,000bp,5,000bp,6,000bp,7,000bp,8,000bp,9,000bp,10,000bp,12,000bp,或15,000bp。在其他实施方案中，感兴趣的第二基因的表达被提高约1.25倍，1.5倍，1.75倍，2倍，2.5倍，3.0倍，或3.5倍，其中位于附近的第一基因表达盒包括SEQIDNO:1的玉米启动子和SEQIDNO:2或SEQIDNO:3的玉米3’-UTR。根据一个实施方案，提供包括与非叶绿素a/b转基因操作连接的启动子的植物、植物组织或植物细胞，其中该启动子包括SEQIDNO:1。根据一个实施方案，提供包括与转基因操作连接的SEQIDNO:1，或者与SEQIDNO:1具有90％序列同一性的序列的植物或植物细胞。在一个实施方案中，植物是玉米品种。在一个实施方案中，提供包括与非叶绿素a/b转基因操作连接的启动子的植物、植物组织或植物细胞，其中该启动子由SEQIDNO:1组成。在一个实施方案中，提供包括基因表达盒的植物或植物细胞，其中该基因表达盒包括与转基因操作连接的启动子，进一步其中该启动子由SEQIDNO:1组成。在进一步的实施方案中，启动子与转基因的第一末端操作连接，其中该转基因...

【技术保护点】
一种核酸载体，其包括与i)多接头序列；ii)非叶绿素a/b转基因；或iii)i)和ii)的组合可操作连接的启动子，其中所述启动子包含SEQ ID NO:1或者与SEQ ID NO:1具有90％序列同一性的序列。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.15 US 61/890,9011.一种核酸载体，其包括与
i)多接头序列；
ii)非叶绿素a/b转基因；或
iii)i)和ii)的组合
可操作连接的启动子，其中所述启动子包含SEQIDNO:1或者与SEQID
NO:1具有90％序列同一性的序列。
2.权利要求1的核酸载体，其中所述启动子的长度小于700bp。
3.权利要求1的核酸载体，其中所述启动子由SEQIDNO:1或者与SEQ
IDNO:1具有90％序列同一性的序列组成。
4.权利要求1-3中任一项的核酸载体，其进一步包括编码选择标志物的
序列。
5.权利要求4的核酸载体，其中所述启动子与转基因或小RNA可操作
连接。
6.权利要求5的核酸载体，其中该转基因编码选择标志物或者赋予杀虫
剂抗性、除草剂耐受性、氮利用效率、水分利用效率或营养品质的基因产物。
7.权利要求1-3或5中任一项的核酸载体，其进一步包括3'非翻译序列，
所述3'非翻译序列包含SEQIDNO:2或者与SEQIDNO:2具有90％序列同
一性的序列，其中该3'非翻译序列与所述多接头、所述转基因或所述小RNA
可操作连接。
8.权利要求1-3或5中任一项的核酸载体，其进一步包括3'非翻译序列，
所述3'非翻译序列包含SEQIDNO:3或者与SEQIDNO:3具有90％序列同

\t一性的序列，其中该3'非翻译序列与所述多接头、所述转基因或所述小RNA
可操作连接。
9.权利要求1-3或5中任一项的核酸载体，其进一步包括5'非翻译序列
或内含子序列。
10.一种植物，其包含与转基因或小RNA可操作连接的SEQIDNO:1
或者与SEQIDNO:1具有90％序列同一性的序列。
11.权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·古普塔，N·埃兰戈，K·N·穆图拉曼，J·贝林格，S·班尼特，H·吴，S·戈尔曼，A·渥尔登，
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