抗旱多基因构建体制造技术

本发明专利技术涉及由在胁迫诱导型启动子控制下由编码FMDV 2A肽的核酸分开的三个非生物胁迫耐受性基因组成的多基因DNA构建体。将该构建体稳定插入植物中赋予植物耐旱性。本发明专利技术还提供了含有该构建体的载体、宿主细胞、转基因植物和转基因种子。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】抗旱多基因构建体专利技术背景本专利技术涉及由在胁迫诱导型启动子控制下由编码FMDV2A肽的核酸分开的三个非生物胁迫耐受性基因组成的多基因DNA构建体。将该构建体稳定插入植物中赋予植物耐旱性。本专利技术还提供了含有该构建体的载体、宿主细胞、转基因植物和转基因种子。本专利技术特别涉及由胁迫诱导型启动子控制的来自植物Xerophytaviscosa的三个基因组成的多基因DNA构建体。将该构建体稳定插入植物中已显示，与不含该构建体的野生型植物相比，含有该构建体的转基因植物更耐旱。植物启动子在植物基因表达和调控过程中起重要作用。使用组成型启动子驱动转基因植物中的基因表达通常导致生长受阻和产率降低。因此，为了防止目的基因的过表达，诱导型启动子具有显著的优点。在胁迫诱导型启动子控制下表达的蛋白质仅在植物暴露于胁迫时表达。非生物胁迫特别包括干旱、盐度、寒冷和极端温度。干旱是造成农业作物损失的主要原因。众所周知，基因共同作用而不是单独作用，以抵消由于植物缺水造成的脱水效应。因此，需要通过胁迫诱导型启动子开启许多基因以抵消非生物胁迫的影响。植物中多个基因的堆叠已成为现代植物研究和生物技术研究的一个不断增长的领域。已经使用几种方法将基因堆叠到各种植物基因组中，然后协调它们的表达。然而，由于异源蛋白质的共表达，许多这些策略是不可靠的。使用自加工的病毒2A肽桥(例如口蹄疫病毒2A(FMDV2A)多蛋白)操纵核糖体跳过在其C末端上甘氨酰-脯氨酰肽键的合成，导致新生蛋白质的释放并允许下游序列的翻译。FMDV2A寡肽长度仅为23个氨基酸(aa)。FMDV2A寡肽包含以下氨基酸序列GSGQLLNFDLLKLAGDVESNPGP(SEQIDNO：12)，并且在其C末端具有共翻译切割，并且在其N末端具有由病毒编码的蛋白酶介导的翻译后切割。专利技术概述本专利技术涉及由在胁迫诱导型启动子控制下由编码FMDV2A肽的核酸分开的三个非生物胁迫耐受性基因组成的多基因DNA构建体。将该构建体稳定插入植物中赋予植物耐旱性。本专利技术还提供了含有该构建体的载体、宿主细胞、转基因植物和转基因种子。根据本专利技术的第一方面，提供了重组核酸分子，其包含与非生物胁迫诱导型启动子可操作地连接的多基因核酸构建体。多基因核酸构建体包含：编码Xvsap1多肽的核苷酸序列，编码第一2A元件肽的核苷酸序列，编码XvAld多肽的核苷酸序列，编码第二2A元件肽的核苷酸序列，编码XvPrx2多肽的核苷酸序列和终止子。在本专利技术的一个实施方案中，第一和第二2A元件肽是口蹄疫病毒2A元件肽。在本专利技术的另一个实施方案中，非生物胁迫可以选自渗透胁迫、脱水胁迫、温度胁迫、干旱、盐度和干燥。在本专利技术的第二方面，多基因核酸构建体包含编码第一目的多肽的核苷酸序列，编码第一2A元件肽的核苷酸序列，编码第二目的多肽的核苷酸序列，编码第二2A元件的核苷酸序列肽，编码第三目的多肽的核苷酸序列和终止子。在本专利技术的这个方面，非生物胁迫诱导型启动子包含SEQIDNO：2的序列。在本专利技术的一个实施方案中，多基因核酸构建体包含SEQIDNO：1的序列。在本专利技术的另一个实施方案中，第一、第二和第三目的多肽是非生物胁迫耐受性多肽。非生物胁迫耐受性肽可选自XvSap1、XvPrx2和XvAld。在本专利技术的第三方面，提供了包含本专利技术的重组核酸分子的载体。本专利技术的第四方面提供了用本专利技术的载体转化的宿主细胞。优选地，宿主细胞是植物细胞。在本专利技术的一个实施方案中，用本专利技术的重组核酸分子稳定转化宿主细胞。然而，本领域技术人员将理解，还可以瞬时表达本专利技术的重组核酸分子。在本专利技术的另一个方面，提供了转基因植物，其包含本专利技术的重组核酸分子或如本文所述的宿主细胞。转基因植物可选自苜蓿、大麦、芸苔、木薯、棉花、玉米、燕麦、黑麦、高粱、大豆、向日葵、甘薯、烟草和小麦。本专利技术还提供了包含本专利技术的重组核酸分子的转基因种子。本专利技术的另一方面提供了产生非生物胁迫耐受性转基因植物的方法，该方法包括获得如本文所述的重组核酸分子并用该重组核酸分子稳定转化植物。附图简要说明现在将仅通过举例的方式并参考以下附图来描述本专利技术的非限制性实施方案：图1：植物转化载体pTF101.1中多基因DNA构建体的示意图。图2：野生型(上组)和转基因植物(下组；MG2)的4个重复植株的照片。将它们脱水7天，然后通过将植物再水化5天来测试恢复。图3：脱水对WT和转基因植物的种子荚形成的影响。条形图反映了成熟植物中11天期间豆荚形成的变化。图4：脱水对WT和转基因植物的花形成的影响。条形图反映了成熟植物中11天期间豆荚形成的变化。序列表使用核苷酸碱基的标准字母缩写和氨基酸的标准三字母缩写显示了所附序列表中列出的核酸和氨基酸序列。本领域技术人员将理解，仅显示每个核酸序列的一条链，但互补链通过对所展示的链的任何参考而包括在内。在所附的序列表中：SEQIDNO：1-多基因DNA构建体的完整核苷酸序列(3792bp)SEQIDNO：2-截短的启动子Psap1D的核苷酸序列(1120bp)SEQIDNO：3-XvSap1基因的核苷酸序列(798bp)SEQIDNO：4-XvPrx2基因的核苷酸序列(489bp)SEQIDNO：5-XvAldmut2基因的核苷酸序列(960bp)SEQIDNO：6-FMDV2A区的核苷酸序列(69bp)SEQIDNO：7-nosT终止子的核苷酸序列(257bp)SEQIDNO：8-pTF101.1载体的核苷酸序列SEQIDNO：9-XvSap1多肽的氨基酸序列SEQIDNO：10-XvPrx2多肽的氨基酸序列SEQIDNO：11-XvAldmut2多肽的氨基酸序列SEQIDNO：12-FMDV2A接头的氨基酸序列SEQIDNO：13-Psap1-RBF5寡核苷酸引物的核苷酸序列SEQIDNO：14-Psap1-RBR5寡核苷酸引物的核苷酸序列SEQIDNO：15-BarI-F寡核苷酸引物的核苷酸序列SEQIDNO：16-BarI-R寡核苷酸引物的核苷酸序列SEQIDNO：17-M13F寡核苷酸引物的核苷酸序列SEQIDNO：18-M13R寡核苷酸引物的核苷酸序列SEQIDNO：19-XvSap1BclF寡核苷酸引物的核苷酸序列SEQIDNO：20-XvPrx2ClaIR寡核苷酸引物的核苷酸序列SEQIDNO：21-XvSapIClaIR寡核苷酸引物的核苷酸序列专利技术详述现在将在下文中参考附图更全面地描述本专利技术，附图中示出了本专利技术的一些但非全部实施方案。所描述的本专利技术不应限于所公开的特定实施方案，并且修改和其他实施方案旨在包括在本专利技术的范围内。尽管本文采用了特定术语，但它们仅用于一般性和描述性意义，而不是用于限制的目的。如在整个说明书和随后的权利要求中所使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数形式，除非上下文另有明确说明。本文使用的术语和措辞是出于描述的目的，不应被视为限制。本文使用的术语“包含”、“含有”、“具有”和“包括”及其变体的使用旨在涵盖其后列出的项目及其等同物以及其他项目。本专利技术涉及掺入三个基因的转基因植物的产生，所述三个基因由编码FMDV2A肽的核酸序列分开并由胁迫诱导型启动子调控，下文称为多基因DNA构建体(图1，(SEQIDNO：1))。FMDV2A序本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重组核酸分子，其包含与非生物胁迫诱导型启动子可操作地连接的多基因核酸构建体，其中所述多基因核酸构建体包含：a.编码Xvsap1多肽的核苷酸序列，b.编码第一2A元件肽的核苷酸序列，c.编码XvAld多肽的核苷酸序列，d.编码第二2A元件肽的核苷酸序列，e.编码XvPrx2多肽的核苷酸序列，和f.终止子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.07 GB 1609969.91.一种重组核酸分子，其包含与非生物胁迫诱导型启动子可操作地连接的多基因核酸构建体，其中所述多基因核酸构建体包含：a.编码Xvsap1多肽的核苷酸序列，b.编码第一2A元件肽的核苷酸序列，c.编码XvAld多肽的核苷酸序列，d.编码第二2A元件肽的核苷酸序列，e.编码XvPrx2多肽的核苷酸序列，和f.终止子。2.权利要求1的重组核酸分子，其中所述2A元件肽是口蹄疫病毒2A元件肽。3.权利要求1或2的重组核酸分子，其中所述非生物胁迫选自渗透胁迫、脱水胁迫、温度胁迫、干旱、盐度和干燥。4.一种重组核酸分子，其包含与非生物胁迫诱导型启动子可操作地连接的多基因核酸构建体，其中所述多基因核酸构建体包含：a.编码第一目的多肽的核苷酸序列，b.编码第一2A元件肽的核苷酸序列，c.编码第二目的多肽的核苷酸序列，d.编码第二2A元件肽的核苷酸序列，e.编码第三目的多肽的核苷酸序列，和f.终止子，其中，所述非生物胁迫诱导型启动子包含SEQIDNO：2的序列。5.权利要求4的重组核酸分子，其中所述多基因核酸构建体包含SEQIDNO：1的序列。6.权利要求4或5的重组核酸分子，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·L·安兹贝利，J·A·汤姆森，K·伊尔，M·S·拉福丁，R·伊尔，T·L·埃里克，
申请(专利权)人：开普敦大学，
类型：发明
国别省市：南非,ZA