XVSAP1基因的植物启动子制造技术

本文记述来自维柯萨(Xerophyta?viscosa)的非生物胁迫诱导型启动子(SEQ?ID?NOs：1-3)，及其变体。还记述包含该启动子和与该启动子可操作连接的基因的载体，用该启动子和基因转化的植物或植物部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】XVSAP1基因的植物启动子
技术介绍
本专利技术描述有效用于，例如，农业生物技术中的植物启动子。具体地，所述启动子 在非生物胁迫条件下是可诱导的，且可以用于开发可以表达用于改善非生物胁迫的一些有 害作用的基因的转基因植物。为了表达转化载体中或DNA构建体中包括的给定基因的编码区，需要将启动子改 造到编码序列的上游。现在可以选择启动子，以容许组成型基因表达或仅将基因表达限制 于特定细胞类型中或响应特定环境刺激。存在对生成仅在胁迫条件下表达转基因的耐旱转 基因植物的需要，因为该蛋白在组成型表达时的过量产生可能妨碍植物的正常生长。这将 在有经济价值的农作物诸如玉米和烟草中特别有价值。在组成型基因表达的过程中，存在始终高水平的基因表达。组成型启动子的实例 包括35S RNA的花椰菜花叶病毒启动子和玉米泛蛋白启动子。已经报告了在正常生长条件 下组成型表达蛋白有时妨碍转基因植物的正常生长，从而导致与野生型植物相比较小的表 现型。转化植物的这种有害的矮化病可以归因于以高于正常的量和在不需要的阶段表达蛋 白质。一些基因编码仅在与植物发育阶段、环境胁迫或病原体攻击有关的特殊条件下所 需要的产物。这些基因包含“诱导型启动子”，其可以由诱导剂迅速开启并在被再关闭以前 活跃一段有限长的时间。在缺乏诱导剂的条件下，DNA序列或基因不会转录。诱导剂可以 是化学试剂，或直接强加于植物的生理胁迫诸如冷、热、盐、毒素，或通过病原体或疾病媒介 的作用强加于植物的生理胁迫。已经记述了许多可由缺氧胁迫、高温胁迫、低温胁迫和盐胁 迫诱导的启动子。然而，已经发现大多数胁迫诱导型启动子在与组成型启动子相比较时，具 有弱表达强度。由于可诱导型启动子在与组成型启动子相比较时的弱表达强度，存在对开发胁迫 响应启动子的需要，所述胁迫响应启动子容许增加表达，但对其诱导模式不具有任何负面 作用。本申请人已经确定了对提供能够表达用于改善非生物胁迫的有害作用的基因的 转基因植物的需要，并且为了该目的已经分离了在非生物胁迫条件过程中诱导植物中蛋白 表达的启动子。非生物胁迫是对植物的有害作用，其由非生物因素，诸如干旱、盐度、寒冷和 极端温度导致，而生物约束通常归因于有生命的系统，如引起疾病的细菌、真菌、病毒和以 植物为食的昆虫。专利技术概述本专利技术提供分离的核酸，其包括与以下各项至少80%相同的核苷酸序列(a) SEQ ID NOs :1_3 中的任一种；(b)SEQ ID NOs :1_3中的任一种的片段且起胁迫诱导型启动子的作用；(c)在标准或严格条件下与SEQ ID NOs :1_3中的任一种的核苷酸序列杂交且起 胁迫诱导型启动子的作用的序列；(d)SEQ ID NOs :1_3 中的任一种的互补序列(complement) (SEQ IDNOs :4_6)；4(e)在标准或严格条件下与SEQ ID NOs :1_3中的任一种的互补序列杂交且起胁 迫诱导型启动子的作用的序列；(f)SEQ ID NOs :1_3 中的任一种的反向互补序列(SEQ ID NOs 7~9)；或(g)SEQ ID NOs :1_3中的任一种的简并或等位基因变体。更优选地，所述核苷酸序列可以与以上(a)-(g)任一项具有至少90%的同一性。更优选地，所述核苷酸序列可以与以上(a)-(g)任一项具有至少95%的同一性。甚至更优选地，所述核苷酸序列可以包括SEQ ID NO 1的核苷酸序列或其截短序 列，诸如 SEQ ID NO 2 或 SEQ ID NO :3。所述核酸可以是胁迫诱导型植物启动子，且所述胁迫可以是非生物胁迫诸如渗透 压胁迫、脱水胁迫、干旱、盐度、冷、热、干燥或极端温度。所述核酸可以源自维柯萨(Xerophyta viscosa)。杂交可以发生在严格条件下，所述严格条件包括在约60-约65°C，在0. ISSC中洗涤。本专利技术延伸到包含该启动子的植物载体。所述载体可以在该启动子下游包含基 因。重组载体可以是根癌土壤杆菌(Agrobacterium tumefaciens)的T-来源的质粒 构建体。本专利技术还延伸到向其中转化了所述载体的宿主细胞。所述宿主细胞可以是植物细胞。本专利技术还延伸到用所述启动子转化的转基因植物或植物部分。所述转基因植物或 植物部分也可以在该启动子的控制下用基因转化。所述基因可以是任何适合的基因，诸如 XvSap1，XvPrx2 或 XvPerl。所述植物可以是能够在胁迫条件下表达该基因。所述转基因植物可以是单子叶植物或双子叶植物，诸如玉米、烟草、高粱、小麦、木 薯、大麦、燕麦、黑麦、甘薯、大豆、苜蓿、烟草、向日葵、棉花、或油菜。所述转基因植物部分可以选自由以下各项组成的组细胞、原生质体、细胞组织培 养物、胼胝体、细胞团、胚芽、花粉、胚珠、种子、花、籽粒(kernel)、耳穗、穗轴、叶、外壳、茎、 根、根尖、花药、种子和穗丝。本专利技术还提供用于增加植物胁迫耐受性的方法，所述方法通过向该植物中引入包 含权利要求1的核酸的启动子和任选地也在该启动子控制下引入基因来完成。附图简述附图说明图1 启动子 XvPsapl 的核苷酸序列(2083bp, SEQ ID NO :1)。图2 启动子 XvPsap2 的核苷酸序列(1577bp，SEQ ID NO 2)。图3 启动子 XvPsap3 的核苷酸序列(1127bp，SEQ ID NO 3)。图 4 启动子 XvPsapl 的互补序列(2083bp, SEQ ID NO 4)。图 5 启动子 XvPsap2 的互补序列(1577bp, SEQ ID NO 5)。图 6 启动子 XvPsap3 的互补序列(1127bp, SEQ ID NO 6)。图7 启动子 XvPsapl 的反向互补序列(2083bp, SEQ ID NO 7)。图8 启动子 XvPsap2 的反向互补序列(1577bp，SEQ ID NO 8)。图9 启动子 XvPsap3 的反向互补序列(1127bp，SEQ ID NO 9)。图10 利用qRT-PCR分析的Iuc转录物表达概况曲线。A 用200mMNaCl处理72 小时后在转基因BMS细胞中的表达概况。B 脱水处理转基因烟草植物8天后的表达概况。 C:脱水处理转基因玉米后的表达概况。仅使用XWsapl构建体转化玉米。方差分析以P < 0. 05进行。专利技术详述驱动用于生成抗非生物胁迫的转基因植物的基因表达的非生物胁迫诱导型启动 子记述在本文中。还记述了包含该启动子和与该启动子可操作连接的基因的载体，和用所 述启动子和基因转化的植物或植物部分。考虑到陆生植物中水利用的复杂性，尤其是在产生水不足的条件过程中的复杂 性，本申请人意识到只有两种启动子与该植物生理学方面特别有关且可以通过商购获得。 这些启动子源自大米和拟南芥。启动子具有中心和调节区。所述调节区是区分启动子的区域。这些调节区一般由 负调节元件、转录增强子、翻译增强子和其他调节元件组成。已经合成了三种长度的本专利技术 的DNA启动子(SEQ ID N0s:l_3)。这些应该在调节区内不同。由此，它们的活性和效力在 不同植物和在不同胁迫条件下可以不同。因此，各种所述的启动子可以被推荐用于经历不 同胁迫的不同植物。本专利技术的DNA启动子源自“复活本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．分离的核酸，其包括与以下各项至少８０％相同的核苷酸序列：（ａ）ＳＥＱ　ＩＤ　ＮＯｓ：１－３中的任一种；（ｂ）ＳＥＱ　ＩＤ　ＮＯｓ：１－３中的任一种的片段，所述片段起胁迫诱导型启动子的作用；（ｃ）（ａ）中的任一种的互补序列（ＳＥＱ　ＩＤＮＯｓ：４－６）；（ｄ）（ａ）中的任一种的反向互补序列（ＳＥＱ　ＩＤ　ＮＯｓ：７－９）；（ｅ）在标准条件下与（ａ）中的任一种的核苷酸序列杂交并起胁迫诱导型启动子的作用的序列；（ｆ）在标准条件下与（ａ）中的任一种的互补序列（ＳＥＱ　ＩＤ　ＮＯｓ：４－６）杂交并起胁迫诱导型启动子的作用的序列；或（ｇ）ＳＥＱ　ＩＤ　ＮＯｓ：１－３中的任一种的简并或等位基因变体，所述变体起胁迫诱导型启动子的作用。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2007.11.06 ZA 2007/095511.分离的核酸，其包括与以下各项至少80%相同的核苷酸序列(a)SEQ ID NOs :1_3 中的任一种；(b)SEQID NOs :1_3中的任一种的片段，所述片段起胁迫诱导型启动子的作用；(c)(a)中的任一种的互补序列(SEQ ID NOs :4_6)；(d)(a)中的任一种的反向互补序列(SEQ ID NOs :7_9)；(e)在标准条件下与(a)中的任一种的核苷酸序列杂交并起胁迫诱导型启动子的作用 的序列；(f)在标准条件下与(a)中的任一种的互补序列(SEQID NOs :4-6)杂交并起胁迫诱 导型启动子的作用的序列；或(g)SEQID NOs :1-3中的任一种的简并或等位基因变体，所述变体起胁迫诱导型启动 子的作用。2.按照权利要求1的核酸，其与序列(a)-(g)中的任一种至少90%相同。3.按照权利要求1的核酸，其与序列(a)-(g)中的任一种至少95%相同。4.按照权利要求1的核酸，其包括SEQID NO 1的核苷酸序列。5.按照权利要求1的核酸，其包括SEQID NO 2的核苷酸序列。6.按照权利要求1的核酸，其包括SEQID NO 3的核苷酸序列。7.按照权利要求1-6中任一项的核酸，其是胁迫诱导型植物启动子。8.按照权利要求7的核酸，其中所述胁迫是非生物胁迫。9.按照权利要求8的核酸，其中所述非生物胁迫归因于寒冷条件。10.按照权利要求8的核酸，其中所述非生物胁迫归因于渗透胁迫条件。11.按照权利要求10的核酸，其中所述渗透胁迫选自由热、干旱、干燥、冷冻和高盐组 成的组。12.按照权利要求1-11中任一项的核酸，其源自维柯萨(Xerophytaviscosa)。13.按照权利要求1-12中任一项的核酸，其中杂交发生在严格条件...

【专利技术属性】
技术研发人员：珍妮弗·安·汤姆森，杰西·马丘卡，雷维尔·耶尔，理查德·奥科斯，
申请(专利权)人：开普敦大学，玉米信托基金会，
类型：发明
国别省市：ZA