在胚乳的胚乳基部传递层中有效的植物启动子及其应用制造技术

技术编号:7595862 阅读:212 留言:0更新日期:2012-07-21 19:03
本发明专利技术提供了分离的启动子或其活性片段或衍生物,所述启动子或其活性片段或衍生物能够赋予与其有效连接的基因在发育中的植物种子的胚乳中和优选地在胚乳的胚乳基部传递层(BETL)中进行选择性表达。本发明专利技术也提供包含该启动子、活性片段和衍生物的表达载体和构建体和转基因植物细胞、植物部分和整个植物,以及利用该启动子、活性片段和衍生物调节一个或多个植物表型的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及组合物,该组合物包含植物有效的启动子序列及其衍生的调控序列, 并涉及使用该组合物赋予基因表达,特别是在发育中的胚乳细胞,例如在胚乳的胚乳基部 i^MM (basal endosperm transfer layer) ^ffllfi中的
技术介绍
相关
的描述迄今,因各种原因对植物进行了遗传修饰,包括例如通过表达抗真菌或抗细菌蛋白质来赋予抗害性,或例如通过调节果实成熟来改善农艺性状,或在杂种植物中诱导不育, 或用于大规模生产工业、制药业、兽医和农业用途的蛋白质。在这方面,生物技术研究的发展已经产生了与大量核酸相关的信息爆炸,这些核酸经鉴定,在合适地表达时,可以用于产生改良的植物,例如抗收获前萌芽的植物、具有改善的营养质量的植物、具有药学特性的植物、生殖发育受到控制的植物、具有改变的形状或大小特征的植物、收获后能够快速再生的植物、或具有对病原体改良的抗性的植物,等等。然而,与农业上重要的植物(例如作物)的遗传改良相关的一个问题是操纵基因的表达以产生表现新特性的植物。在这方面,通常所希望的是,待在植物中表达的核酸优先地,选择性地,或特异地,在植物的一个或多个特定细胞类型、组织或器官中、或在特定的环境或发育条件下表达,而不是组成型表达。此外,由于可获得更多具有所需农艺或药学价值的基因,对于向植物转化多个基因的需求将会呈指数增加。这多个外源基因典型地必须受各自的调控序列控制,以提供合适的表达水平和模式,对于每个结构基因或其它待表达的转基因,这些表达水平和模式可能不一样。例如,某些基因可能需要被组成型表达,而其它基因则需要在转基因生物体的某些发育阶段或位置表达。因此,需要具有不同效应的多种调控序列。整个说明书和权利要求书中所使用的“优先地”(preferentially)是指,启动子赋予与其有效连接的核酸在植物的一个或多个特定细胞类型、组织或器官中或在特定的环境或发育条件下比在一个或多个其它细胞、组织或器官中或在其它条件下以更大的程度或更高的水平表达。然而,术语“优先地”并不将核酸的表达局限于植物的该一个或多个特定细胞类型、组织或器官中或在该特定环境或发育条件下。而是,仅需要表达水平增加到较高水平,优选显著增加。例如,优先表达可以包括基因在BETL中的表达是在非BETL层的胚乳细胞中或在穗丝组织、叶或根中检测到的表达的至少约1. 5倍。在另一个例子中,优先表达可以包括基因在BETL中的表达是在非BETL层的胚乳细胞中或在穗丝组织、叶或根中检测到的表达的至少约2倍。在另一个例子中,优先表达可以包括基因在BETL中的表达是在非 BETL层的胚乳细胞中或在穗丝组织、叶或根中检测到的表达的至少约3倍。在另一个例子中,优先表达可以包括基因在BETL中的表达是在非BETL层的胚乳细胞中或在穗丝组织、叶或根中检测到的表达的至少约4倍。在另一个例子中,优先表达可以包括基因在BETL中的表达是在非BETL层的胚乳细胞中或在穗丝组织、叶或根中检测到的表达的至少约5倍。在另一个例子中,优先表达可以包括基因在BETL中的表达是在非BETL层的胚乳细胞中或在穗丝组织、叶或根中检测到的表达的至少约10倍。“选择性地”是指,启动子赋予与其有效连接的核酸在植物的一个或多个特定细胞类型、组织或器官中或在特定的环境或发育条件下表达。“特异地”是指专一地。如在整个说明书和其后的权利要求书中所使用,除非在上下文中另有要求,词“赋予”(“confer”)及其变体(例如“conferring”)应理解为是指,启动子或其活性片段或衍生物能够,例如在其它因子(例如DNA构象、和/或顺式作用DNA序列、和/或反式作用因子、和/或信号途径、和/或转录本的结构、和/或转录本的加工)的背景中,造成与启动子或活性片段或衍生物有效连接的核酸对一个或多个发育的和/或环境的和/或激素的和 /或其它的刺激作出响应的表达或表达模式(对于在启动子的天然情况下与启动子有效连接的核酸,所述刺激正常地引发该表达或表达模式)。如在整个说明书和其后的权利要求书中所使用,术语“启动子”应从最广泛的含义上来理解,它包括经典的基因组基因的转录调控序列,包括基础启动子调控区(包含转录起始所需的TATA盒以及带有或不带有CCAAT盒序列)、以及可选的额外调控元件(例如,上游激活序列、增强子和沉默子),这些额外调控元件响应于发育的和/或激素的和/或环境的刺激、或以组织特异性或细胞类型特异性方式改变基因表达。启动子通常但不一定,位于被其赋予表达的结构基因的上游或5’。此外,包含启动子的调控元件通常位于植物基因转录起始位点的21Λ以内。如在整个说明书和其后的权利要求书中所使用,除非在上下文中另有要求,词“包括”(comprise),或变体,例如“comprises”或“comprising”应理解为意指涵盖了所述及的步骤或元素或整体、或步骤或元素或整体的组,而不排除任何其它步骤或元素或整体、或元素或整体的组。如在整个说明书和其后的权利要求书中所使用,与启动子一起使用的术语“活性片段”应理解为是指启动子的片段或区域或部分,该片段或区域或部分保留了其所来源的启动子起始转录的能力。这样的活性片段不一定以和其所来源的启动子相同的方式赋予与其有效连接的核酸表达或表达模式。例如,启动子的活性片段,与其所来源的启动子相比,可以诱导核酸表达水平至更高或更低的程度。备选地或此外,相对于其所来源的启动子赋予表达发生的细胞、组织或器官,启动子的活性片段可以赋予在不同的细胞、组织或器官中、或在更少的组织中、或在额外的细胞、组织或器官中的表达。用于鉴定这样的活性片段的方法对技术人员而言将是显而易见的,并/或描述于本文中。如在整个说明书和其后的权利要求书中所使用,与启动子一起使用的术语“衍生物”应理解为是指由本文中任何示例性描述的启动子衍生的启动子,例如,包含一个或多个额外调控元件的启动子,以例如增加或降低或以其它方式控制与其有效连接的核酸的表达。本专利技术也涵盖包含连接到其它启动子的根据本文中任何实施方案所描述的启动子的衍生物,例如双向启动子。在这方面,其它启动子也可以是根据本文中任何实施方案所描述的启动子。术语“衍生物”也涵盖相对于根据本文中任何实施方案所描述的启动子,在其序列上包含变异的启动子。例如,这样的衍生物的序列可包括一个或多个以下变异缺失、插入、 单点或多点突变或在特定的限制性酶切位点上的改变,条件是衍生启动子保留了其起始和 /或抑制与其相连接的核酸的转录的能力。如在整个说明书和其后的权利要求书中所使用,术语“表达”(“expression”)或类似的术语(例如“express”)应理解为至少是指核酸转录产生RNA,和备选地包括该转录以及其后转录的RNA翻译产生肽、多肽或蛋白质。该定义不应被限定于任何特定的细胞环境,并包括例如使用体外表达系统获得的或在分离的细胞、组织或器官中的表达。类似地,“表达的模式”是指,如上文所定义的表达的时间选择(timing)、水平、细胞位置、亚细胞位置、组织选择性或器官选择性中的一个或多个,包括在一种细胞、组织或器官中与其它细胞、组织或器官相比较的相对表达,以及包括表达的相对水平或相对时间选择,例如在不同的发育阶段或响应于不同的环境或激素刺激。如在整个说明书本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:G·斯潘根伯格U·约翰C·拉马热H·付
申请(专利权)人:巴斯夫植物科学有限公司
类型:发明
国别省市:

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