水稻OsLOL3基因的5’UTR内含子在转基因植物中增强目的基因表达的用途制造技术

本发明专利技术公开了一种水稻OsLOL3基因的5’UTR内含子在转基因植物中增强目的基因表达的用途，所述5’UTR内含子的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。本发明专利技术首次发现核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示的水稻OsLOL3基因的5’UTR内含子具有IME效应，可在转基因植物中显著增强外源GUS基因的表达，为开发目标基因高表达的转基因产品奠定了基础。

Use of 5 'UTR introns of OsLOL3 gene in rice plants to enhance the expression of target genes in transgenic plants

The present invention discloses the use of the 5'UTR intron of rice OsLOL3 gene for enhancing the expression of the target gene in transgenic plants. The nucleotide sequence of the 5'UTR intron is shown as SEQ ID NO.1. The present invention first discovers that the 5'UTR intron of rice OsLOL3 gene, as shown in SEQ ID NO.1, has IME effect and can significantly enhance the expression of exogenous GUS gene in transgenic plants, thus laying a foundation for developing transgenic products with high expression of target genes.

【技术实现步骤摘要】
水稻OsLOL3基因的5’UTR内含子在转基因植物中增强目的基因表达的用途
本专利技术涉及植物内含子和水稻基因工程
，尤其涉及水稻OsLOL3基因的5’UTR内含子在转基因植物中增强目的基因表达的用途。
技术介绍
内含子是断裂基因的非编码区，可被转录，但在mRNA加工过程中往往被剪切。内含子不仅可以介导基因的可变剪切，从而达到一个基因编码多个蛋白的目的，有的内含子还可以增强基因表达的效应，这种效应被称之为内含子增强效应，即IME效应(intron-mediatedenhancement,IME)，该效应广泛存在于植物、动物和昆虫等生物的基因中(LaxaM.Intron-mediatedenhancement:Atoolforheterologousgeneexpressioninplants.FrontiersinPlantScience,2016,7:1977)。在植物中，Callis等于1987年(Callisetal.,Intronsincreasegeneinculturedmaizecells.GenesDev.1987,1:1183-1200)首次报道了玉米Adhl基因的第一个内含子能增强其本身以及外源CAT基因的表达。此后，具有IME效应的内含子相继从水稻(McElroyD.,etal.Isolationofanefficientactinpromoterforuseinricetransformation.PlantCell1990,2:163-171)、油菜(XiaoG.,etal.Characterizationofthepromoterand5′-UTRintronofoleicaciddesaturase(FAD2)geneinBrassicanapus.Gene2014,545:45-55)、胡麻(KimM.J.,etal.Seed-specificexpressionofsesamemicrosomaloleicaciddesaturaseiscontrolledbycombinatorialpropertiesbetweennegativecis-regulatoryelementsintheSeFAD2promoterandenhancersinthe5′-UTRintron.Mol.Genet.Genomics2006,276:351-368)、茜草(TanakaA.,etal.EnhancementofforeigngeneexpressionbyadicotintroninricebutnotintobaccoiscorrelatedwithanincreasedlevelofmRNAandanefficientsplicingoftheintron.NucleicAcidsRes.1990,18:6767-6770)、拟南芥(CurieC.,etal.Cisandtrans-actingelementsinvolvedintheactivationofArabidopsisthalianaA1geneencodingthetranslationelongationfactorEF-1alpha.NucleicAcidsRes.1991,19:1305-1310)、碧冬茄(VainP.,etal.Intron-mediatedenhancementofgeneexpressioninmaize(ZeamaysL.)andbluegrass(PoapratensisL.).PlantCellRep.1996,15:489–494)等植物中克隆，并用于培育高表达转基因植物(LaxaM.Intron-mediatedenhancement:Atoolforheterologousgeneexpressioninplants.FrontiersinPlantScience,2016,7:1977)。进一步研究发现，内含子的插入位置与基因表达密切相关，插入位置越靠近启动子位置越能提高基因的表达(RoseAB.Theeffectofintronlocationonintron-mediatedenhancementofgeneexpressioninArabidopsis.PlantJ.2004,40:744-751)，尤其是5’UTR内含子更能提高外源基因的表达(AkuaT.,etal.TheArabidopsisthalianaMHXgeneincludesanintronicelementthatbooststranslationwhenlocalizedina5'UTRintron.JExpBot.2013,64:4255-4270)。而且，研究认为单子叶的内含子IME效应强于双子叶植物，部分单子叶植物的内含子可使外源基因的表达提高近100倍(SimpsonGGandFilipowiczW.SplicingofprecursorstomRNAinhigherplants:mechanism,regulationandsub-nuclearorganizationofthespliceosomalmachinery.PlantMolBiol.1996,32:1-41)。因此，具有IME效应的内含子在转基因植物培育中具有很大的应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供水稻OsLOL3基因的5’UTR内含子在转基因植物中增强目的基因表达的用途，为开发目标基因高表达的转基因产品奠定基础。具体内容如下：本专利技术提供了水稻OsLOL3基因的5’UTR内含子在转基因植物中增强目的基因表达的用途，所述5’UTR内含子的核苷酸序列如SEQIDNO.1所示。具体的，所述转基因植物为水稻。具体的，所述目的基因为GUS基因。本专利技术首先根据OsLOL3基因的5’UTR内含子序列信息设计特异性引物，从钱江6号B的叶片基因组DNA中扩增得到核苷酸序列如SEQIDNO.1所示的5’UTR内含子；然后，构建遗传转化载体并进行水稻遗传转化，获得转基因水稻植株；通过GUS活性的组织化学染色实验，证明含有5’UTR内含子的转基因植株的GUS活性显著提高，说明核苷酸序列如SEQIDNO.1所示的5’UTR内含子可极显著增强外源目的基因GUS基因的表达。本专利技术首次发现核苷酸序列如SEQIDNO.1所示的水稻OsLOL3基因的5’UTR内含子具有IME效应，可在转基因植物中显著增强外源目的基因GUS基因的表达，为开发目标基因高表达的转基因产品奠定了基础。附图说明图1为实施例1获得的OsLOL3基因的5’UTR内含子序列及IME特征分析。其中，实线框部分为富含C/T基序；虚线框部分为IME特有的TTNGATYTG基序。图2为实施例2中质粒pCP1、pCP2和pCP3的结构示意图。图3为实施例2中转基因水稻的PCR鉴定图。其中，M：DNA标准物；P：质粒；N1-N2：非转基因水稻；1-9：抗潮霉素转基因水稻。图4为转实施例2中的不同质粒的转基因水稻不同组织器官的GUS染色。图5为转实施例2中的不同质粒的转基因水稻幼苗的GUS活性分析。具体实施方式以下实施例所使用的分子生物学和生物化学方法均为已知的技术，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.水稻OsLOL3基因的5’UTR内含子在转基因植物中增强目的基因表达的用途，其特特征在于，所述5’UTR内含子的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

【技术特征摘要】
1.水稻OsLOL3基因的5’UTR内含子在转基因植物中增强目的基因表达的用途，其特特征在于，所述5’UTR内含子的核苷酸序列如SEQIDN...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘刚，罗延敏，陈耀栋，赵超越，程方民，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33