新型植物表达构建物制造技术

本发明专利技术涉及新型植物表达构建物。更具体地说，本发明专利技术提供了包含５’调节序列以调节有效连接的基因在植物中表达的ＤＮＡ构建物。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及分离和应用核酸分子以控制植物中的基因表达，所迷 核酸分子具体是新型植物启动子。
技术介绍
植物遗传工程的一个目标是产生具有重要农学特征或性状的植 物。遗传工程的最近发展已经提供了产生包含和表达外源基因的转基 因植物的必要工具(Kahl等，World J. of Microbiol. Biotech. 11: 449-460, 1995)。对于植物遗传工程尤其需要的目的性状或品质包括但不限于 昆虫抗性、真菌病抗性、对其它害虫和病原体的抗性、除草剂耐性、 更高的稳定性或更长的保存期、更高产量、环境耐性以及营养强化 (nutritional enhancement)。才直物转4乜和再生领域内的技术进步已经使得 研究者能够从异源来源或天然来源提取外源DNA (如一个基因或多个 基因)，然后将所述外源DNA掺入植物基因组。在一种方法中，通常 不在特定植物或特定植物组织中表达的新型基因的表达可能赋予所需 的表型效应。在另一种方法中，以反义取向的基因或基因部分的转录 可能通过防止或抑制内源基因的表达而产生所需效应。为产生转基因植物，将包括异源基因序列的构建物引入植物细 胞，所述异源基因序列当在植物中表达时赋予所需表型。所述构建物 还包括有效连接所述异源基因序列的植物启动子，该植物启动子通常 在一般情况下不与所述异源基因连接。将所述构建物引入植物细胞， 产生转化植物细胞，然后将所述转化植物细胞再生为转基因植物。所 述启动子控制该启动子有效连接的所引入DNA序列的表达，并因此影 响所述DNA序列所赋予的所需特性。利用多种启动子定制基因表这可能是有利的，以1更一个基因或多 个基因在植物生长和发育的恰当时间、在所述植物中的最佳位点并且以产生所需效应所必需的量有效季夸录。例如，基因产物的组成型表达 在植物的一个位点可能是有利的，但在该植物的另一部分就不是那么 有利。在其它情况下，在植物某个发育阶段或在应答某些环境或化学 刺激时产生基因产物可能是有利的。遗传改良种质的商业化发展也已 经前进到将多种性状引入作物的阶段，该方法常常被称为基因堆积方法(gene stacking approach)。在该方法中，可以将赋予不同目的性状的 多种基因引入植物。当将多种基因引入植物时，重要的是调整或控制 每个基因以获得最佳表达，并且^吏得调节元件多样化，以降低基因沉 默的可能性。根据这些和其它的考虑，在植物生物工程技术中基因表 达的最佳控制和调节元件多祥化显然是重要的。专利技术概述本专利技术涉及包含以下元件的DNA植物表达构建物拟南芥属肌 动蛋白(Act)启动子序列Actla、 Actlb和延伸因子loc (EFla)启动子序 列、以及由有效连接于在作物细胞中起作用的异源结构基因序列的这 些启动子获得的片段和顺式元件。因此，根据本专利技术的一个实施方案，提供以有效连接包含下列元 件的重组DNA构建物在作物细胞中起作用的启动子，所述启动子包 括来自SEQIDN0:12、 SEQ ID NO:22、 SEQ ED NO:23的至少一种 顺式元件；对于所迷启动子异源的结构DNA序列；和在植物中起作用 的3'非翻译区，该3'非翻译区引起在RNA序列的3'末端添加聚腺苦 酸化核苷酸。例如，所述启动子可以主要包含来自下面任何一种的5， 调节区SEQ'IDNO:12、 SgQ ID NO:22、 SEQ ID NO:23 (包括或不包 括它们中间的任何内含子序列)。所迷结构基因可以包含任何异源核芬 酸序列，其中所述序列的表达导至爻转基因作物中在农学上有用的性状 或产品。根据本专利技术的一方面是一种DNA构建物，该DNA构建物包含 有效连接本专利技术启动子序列的结构DNA序列，所述结构DNA序列 编码赋予作物除草剂耐性的蛋白。该除草剂耐性蛋白包括但不限于草 甘膦耐性蛋白基因如单独的草甘膦抗性EPSP合酶基因，或者该基因 与一种或多种草甘膦降解蛋白基因的组合。根据本专利技术的另一实施方案，提供如上文所述的那些DNA构建 物，其中所述启动子是杂种或嵌合启动子，包含有效连接异源启动子 序列的由选自以下的 一种或多种序列获得的至少 一种顺式元件SEQ IDNO:9、 SEQIDNO:IO、 SEQIDNO:ll、 SEQIDNO:12、 SEQ ID NO:22、 SEQIDNO:23、 SEQ ID NO:24、 SEQ ID NO:25和SEQ ID NO:26，所述异源启动子序列如花椰菜花叶病毒启动子，例如花椰菜 花叶病毒35S启动子或玄参花叶病毒启动子。根据本专利技术的又一实施方案，提供串联的例如如上文所述的 DNA构建物，其中所述启动子是杂种或嵌合启动子，包含有效连接 在转基因作物细胞中表达的异源基因序列的由选自以下的一种或多 种序列获得的至少一种顺式元件SEQIDNO:9、 SEQIDNO:IO、 SEQ IDNO:ll、 SEQIDNO:12、 SEQIDNO:22、 SEQIDNO:23、 SEQ ID NO:24、 SEQIDNO:25和SEQIDNO:26。所述嵌合启动子序列更具 体地是包含在SEQ ID NO:27、 SEQ ID NO:28、 SEQ ID NO:29和SEQ IDNO:30中定义的序列。根据本专利技术的再一实施方案，提供例如如上文所述的DNA构建 物，其中所述结构DNA序列是草甘膦耐性基因，使得当将所述DNA 构建物引入植物细胞时，它赋予所述植物细胞对于每升至少包括50克 酸当量(ga.eyi)草甘膦的草甘膦水溶液制剂的耐性。在其它相关实施方 案中，所述DNA构建物赋亍所述植物细胞对于草甘膦浓度更高(例如 每升至少300克酸当量草甘膦)的草甘膦制剂的耐性。根据一个实施方 案，所述DNA构建物赋予所述才直物细胞对于以下除草剂施用的耐性 例如以每4，000平方米453 ml的比率施用Roundup Ultra⑧至少一次，而在其它实施方案中，草甘膦耐性扩展到例如以每4,000平方米453 ml、每4,000平方米906 ml或每4,000平方米1812 ml施用一到二次或 更多次。 '根据本专利技术的另一实施方案，提供用上文所述DNA构建物转化的转基因作物，其中包括单子叶+i:物物种和双子叶植物物种。我们已经发现当使用拟南芥属肌动蛋白和拟南芥属EFla启动子在其它作物 物种例如棉花、番茄和向日葵中控制草甘膦耐性基因(如aroA:CP4)表 达时，所述启动子充分有活性，所述植物耐受草甘膦的商业化施用比 率，展现良好的营养性耐性以及对繁殖组织的损伤低。也可以使用这 样的启动子在植物中表达其它目的基因，所述目的基因包括但不限于 赋予下列性状的基因除草剂耐性、昆虫防制、抗病性、稳定性增加 或保存期增加、产量提高、营养强化、表达药用多肽产物或其它需要 的多肽产物、或植物生理学或形态学的所需改变等等。根据本专利技术的另一实施方案，提供用多种DNA构建物转化的转 基因植物，所述DNA构建物包含拟南芥属肌动蛋白和拟南芥属EFlct 启动子，所述启动子在其它作物物种例如棉花、番茄和向日葵中控制 草甘膦耐性基因(如aroA:CP4)表达时充分有活性，所述植物耐受草甘 膦的商业化施用比率，展现良好的营养性耐性以及对繁殖组织的损伤 低。也可以使用这样的启动子在植本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种嵌合启动子，所述启动子包含花椰菜花叶病毒启动子的至少一个顺式元件，所述顺式元件有效连接ＥＦ１α、Ａｃｔ８、Ａｃｔ２或Ａｃｔ１１启动子的至少一个顺式元件，所述花椰菜花叶病毒启动子选自花椰菜花叶病毒ＣａＭＶ启动子或玄参花叶病毒ＦＭＶ启动子。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：KL芬彻，S辅拉辛斯基，JQ威尔金森，
申请(专利权)人：孟山都技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]