利用来自短柄草属泛素1C基因的调节元件的转基因表达用构建体制造技术

提供了利用调节元件在植物细胞和/或植物组织中表达转基因的构建体和方法，所述调节元件包括分离自二穗短柄草泛素基因的启动子和/或3’-UTR。在一个实施方案中，提供表达载体，其中泛素基因的调控元件与多接头序列可操作连接。依照一个实施方案，提供了植物、植物组织或植物细胞，包含与非泛素转基因可操作连接的启动子。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2013年8月30日提交的美国临时专利申请No.61/872,134的优先权，通过提述将上述申请全部并入本申请。通过提述并入以电子方式提交的材料通过提述将其全部内容并入与此申请同时提交的计算机可读核苷酸/氨基酸序列，其如下：建立于2014年8月15日的名称为“Brach_UBI_1C_SEQ_LIST_ST25”的一个64KB的ACII(文本)文件”。背景植物转化是一种有吸引力的用于将农艺学上期望性状或特性导入不同作物物种中的技术。开发具有特定的期望性状的植物物种，和/或将植物物种修饰为具有特定的期望性状。通常，期望性状的例子包括：提高营养价值质量，增加产量，赋予抗虫性或抗病性，增加干旱和胁迫耐受性，提高园艺质量(例如，着色和生长)，赋予除草剂抗性，使得可能从植物生产在工业上有用的化合物和/或材料的能力，和/或使得可能生产药品。通过植物转化技术来生产包含堆叠在单个基因组基因座处的多个转基因的转基因植物。植物转化技术导致转基因导入植物细胞中、在植物基因组中含有转基因的稳定整合拷贝的能育转基因植物的恢复、并且通过转基因的转录和翻译的后续转基因表达导致具有期望性状和表型的转基因植物。堆叠中的每个转基因一般需要独立的启动子用于基因表达，因此在转基因堆叠中需使用多个启动子。经常由于需要共表达调节同一性状的多个转基因而重复使用同一启动子来驱动多个转基因的表达。然而，重复使用包含享有高水平序列同一性的序列的多个启动子可能导致基于同源性的基因沉默(HBGS)。观察到转基因植物(Peremartietal.,2010)中当在转基因中使用重复的DNA序列时频繁出现HBGS。另外，在土壤杆菌中，已经证明由于质粒的重组和不稳定性，在转基因构建体中重复使用相似的DNA序列是困难的。本文描述了与玉米泛素1启动子享有低水平序列同一性或同源性的泛素调节元件(例如，启动子和3’-UTR)。进一步描述了利用泛素调节元件的构建体和方法。概述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构建体和方法。在一个实施方案中，从柳枝稷(Panicumvirgatum)、二穗短柄草(Brachypodiumdistachyon)、或粟(Setariaitalica)基因组中纯化泛素基因调节元件，并且将其与不和该调节元件天然连接的序列重组，从而创制用于在对于所述泛素调节序列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，其中泛素基因的调节元件与多接头序列可操作地连接。这样的表达载体使得基因或基因盒以与泛素基因调节序列的可操作连接状态插入到所述载体中变得容易。在一个实施方案中，提供了构建体，其包含柳枝稷、二穗短柄草、或粟泛素启动子。在一个实施方案中，提供了基因表达盒，其包含与转基因可操作连接的柳枝稷、二穗短柄草或粟泛素启动子。在一个实施方案中，基因表达盒包含与转基因可操作连接的柳枝稷、二穗短柄草或粟泛素5’-UTR。在一个实施方案中，基因表达盒包含与启动子可操作连接的柳枝稷、二穗短柄草或粟泛素5’-UTR。在一个实施方案中，基因表达盒包含与转基因可操作连接的柳枝稷、二穗短柄草或粟泛素内含子。在一个实施方案中，基因表达盒包含与启动子可操作连接的柳枝稷、二穗短柄草或粟泛素内含子。在一个实施方案中，构建体包含含有柳枝稷、二穗短柄草、或粟泛素3’-UTR的基因表达盒。在一个实施方案中，基因表达盒包含与转基因可操作连接的柳枝稷、二穗短柄草或粟泛素3’-UTR。在一个实施方案中，基因表达盒包含至少一个、两个、三个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、或更多个转基因。在一个实施方案中，基因表达盒独立地包含：a)柳枝稷、二穗短柄草、或粟泛素启动子，b)柳枝稷、二穗短柄草或粟泛素内含子，c)柳枝稷、二穗短柄草或粟泛素5’-UTR，以及d)柳枝稷、二穗短柄草或粟泛素3’-UTR。根据一个实施方案，提供了核酸载体，其包含与非泛素转基因可操作连接的启动子，其中所述启动子由SEQIDNO:15或与SEQIDNO:15具有90％序列同一性的序列组成。在另一个实施方案中，所述核酸载体包括基因盒，其中所述基因盒包含启动子、非泛素转基因和3'非翻译区，其中所述启动子由与转基因的第一端可操作连接的SEQIDNO:15组成，其中所述转基因的第二端与由SEQIDNO:4组成的3'非翻译序列可操作连接。本文公开了种植利用柳枝稷、二穗短柄草、或粟启动子、5’-UTR、内含子、和3’-UTR表达转基因的植物的方法。本文还公开了培养利用柳枝稷、二穗短柄草或粟启动子、5’-UTR、内含子、和3’-UTR表达转基因的植物组织和细胞的方法。根据一个实施方案，提供了包含与非泛素转基因可操作连接的启动子的植物、植物组织、或植物细胞，其中所述启动子包含SEQIDNO:1。根据一个实施方案，提供了包含与转基因可操作连接的SEQIDNO:1、或与SEQIDNO:1具有90％序列同一性的序列的非短柄草属(non-Brachypodium)植物或植物细胞。在一个实施方案中，所述植物为玉米品种。在一个实施方案中，提供了包含与非泛素转基因可操作连接的启动子的植物、植物组织、或植物细胞，其中所述启动子由SEQIDNO:15或SEQIDNO:40组成。在一个实施方案中，提供了包含基因盒的非短柄草属植物或植物细胞，其中所述基因盒包含与转基因可操作连接的启动子，且其中所述启动子由SEQIDNO:15组成。在另一个实施方案中，所述启动子与转基因的第一端可操作连接，其中所述转基因的第二端与由SEQIDNO:4组成的3'非翻译序列可操作连接。附图简述图1显示了玉米泛素(ZMUbi1)蛋白质序列与用于启动子鉴定的二穗短柄草和粟泛素序列的蛋白质比对。ZmUbi1蛋白质序列在本文中公开为SEQIDNO:22。粟Ubi2蛋白质序列在本文中公开为SEQIDNO:23。二穗短柄草Ubi1启动子序列在本文中公开为SEQIDNO:24。二穗短柄草Ubi1C蛋白质序列在本文中公开为SEQIDNO:25。共有序列在本文中公开为SEQIDNO:26。图2显示了玉米泛素(ZMUbi1)启动子多核苷酸序列与本文中鉴定的二穗短柄草和粟泛素启动子多核苷酸的比对。玉米泛素1(Zm-Ubi)启动子序列在本文中公开为SEQIDNO:27。二穗短柄草Ubi1启动子序列在本文中公开为SEQIDNO:16。二穗短柄草Ubi1-C启动子序列在本文中公开为SEQIDNO:15。粟Ubi2启动子序列在本文中公开为SEQID本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含启动子的核酸载体，所述启动子可操作地连接于i)多接头序列；ii)非泛素转基因；或iii)i)和ii)的组合，其中所述启动子包含SEQ ID NO:1或与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】2013.08.30 US 61/872,1341.一种包含启动子的核酸载体，所述启动子可操作地连接于
i)多接头序列；
ii)非泛素转基因；或
iii)i)和ii)的组合，其中所述启动子包含SEQIDNO:1或与SEQIDNO:1具有90％序
列同一性的序列。
2.权利要求1的核酸载体，其中所述启动子长度小于3kb。
3.权利要求1的核酸载体，其中所述启动子由SEQIDNO:1或与SEQIDNO: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，其进一步包含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可操作连接。
6.权利要求5的核酸载体，其中所述转基因编码选择标志物或赋予杀虫剂抗性、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中任一项或权利要求5的核酸载体，其进一步包含3'非翻译序列，所述
3'非翻译序列包含SEQIDNO:4或与SEQIDNO:4具有90％序列同一性的序列，其中所述3'
非翻译序列与所述多接头或所述转基因可操作连接。
8.权利要求1-3中任一项、或权利要求5的核酸载体，进一步包含5'非翻译序列，所述5'
非翻译序列包含SEQIDNO:11或与SEQIDNO:11具有90％序列同一性的序列，其中所述5'
非翻译序列插入在所述启动子序列与所述多接头或转基因之间，并且与它们可操作连接。
9.权利要求8的核酸载体，进一步包含插入在所述5'非翻译序列之后的内含子序列。
10.权利要求9的核酸载体，其中所述内含子序列包含SEQIDNO:7。
11.权利要求1的核酸载体，其中所述启动子由SEQIDNO:40或与SEQIDNO:40具有
90％序列同一性的序列组成，并且所述启动子与转基因可操作连接。
12.权利要求1的核酸载体，其中所述启动子由SEQIDNO:15或与SEQIDNO:15具有
90％序列同一性的序列组成，并且所述启动子与转基因可操作连接。
13.权利要求11或12的核酸载体，其进一步包含3'非翻译序列，所述3'非翻译序列包含
SEQIDNO:4或与SEQIDNO:4具有90％序列同一性的序列，其中所述3'非翻译序列...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·库马尔，D·阿拉比德，M·古普塔，
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