液泡靶向肽及使用方法技术

本发明专利技术提供了将多肽序列靶向至植物液泡的组合物和方法。提供了具有编码液泡靶向肽的核苷酸序列、其变体或片段的核酸分子。所述序列还可以用于将防御素蛋白或其他多肽靶向至植物中的液泡。还提供了转化的植物、植物细胞、组织和种子。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及植物的遗传操纵领域，特别是涉及将目的多肽靶向至植物中的液泡。
技术介绍
植物细胞的液泡是多功能细胞器，其为植物细胞发育策略的中心。植物液泡起着在维持细胞机体组成和功能方面重要的多种作用。信号肽用于使蛋白质转运至植物液泡。革巴向信号在其拓扑形成功能(topogenic function)完成后从前体蛋白切除。酵母液泡蛋白中的液泡分选信号包含在前体的N末端前肽内，N末端前肽由液泡蛋白酶切除。许多植物液泡蛋白质含有在转运至液泡期间或之后被切除的前肽。在某些液泡蛋白C末端的前肽也含有液泡分选信号。对于凝集素原，液泡分选信号在转运期间或在液泡中沉积之后切除以产生成熟的凝集素。其他蛋白质在成熟分子中含有靶向信息。在大豆豆球蛋白中，成熟蛋白的两个区段显示可有效靶向至液泡。这些区段包括281个氨基酸的N末端 区段和76个氨基酸的C末端区段。在豆类植物血凝素中，一内部区段对于引导酵母转化酶至转基因植物内的液泡既是足够的又是必须的。植物中的病害由生物原因和非生物原因引起。生物原因包括真菌、病毒、细菌和线虫。植物病害的重要性的一个实例由植物病原真菌说明，其引起重大的年作物产量损失以及毁灭性流行。植物病害暴发已导致灾难性作物歉收，这种作物歉收已引发饥荒以及引起重大社会变化。大约300，000种开花植物物种全部受病原性真菌侵袭；然而，单种植物物种可以是仅少数真菌物种的宿主，并且类似地，大多数真菌通常具有有限的宿主范围。一般来讲，植物病害控制的最佳策略是使用为此目的而由植物育种者选择或开发的抗性栽培品种。然而，发生严重作物流行性病害的可能现今仍存在，如燕麦维多利亚枯萎病和南部玉米叶枯病的暴发所证明。作物保护的分子方法具有实现新型抗病害机制的潜力并且还可以比传统育种方法实现得更快。因此，需要分子方法来补充传统育种方法以保护植物免受病原体侵袭。为了帮助控制植物病害，需要多种方法以增加抗病原多肽在植物中的水平。因而，本专利技术提供了将异源多肽靶向至植物贮藏液泡的方法。
技术实现思路
提供了将多肽序列靶向至植物液泡的组合物和方法。这些组合物增加目的蛋白在植物细胞液泡中的表达和积聚。本专利技术的组合物包括能够将多肽序列靶向至植物液泡的C末端多肽、其变体和片段。这些液泡靶向序列可以用于将异源多肽靶向至液泡，从而导致蛋白质在液泡中高水平积聚。这些方法还涉及通过利用本专利技术的液泡靶向氨基酸序列，将异源蛋白质如防御素、其他抗病原多肽、内毒素以及目的其他多肽靶向至植物液泡。在一个实施方案中，所述组合物和方法可以用于增强对植物病原体(包括真菌病原体、植物病毒、微生物、线虫、昆虫等)的抗性。额外地提供转化的植物、植物细胞和种子，以及制备这类植物、植物细胞和种子的方法。这类转化的植物、植物细胞和种子用编码与目的多肽有效连接的液泡靶向肽的表达构建体转化。以这种方式，将目的多肽引导至植物细胞的液泡。本专利技术涵盖如下实施方案:1.一种分离的多肽，其中与这种多肽融合的目的异源多肽在植物中的表达增加目的异源多肽在所述植物中的积聚或者将目的异源多肽靶向至所述植物中的液泡，其中所述多肽选自:a)包含SEQ ID NO:1中所示的氨基酸序列的多肽；b)与SEQ ID NO:1具有至少90%序列同一性的多肽；c)与SEQ ID NO:1具有至少95%序列同一性的多肽；和d)具有SEQ ID NO:1的至少15个连续氨基酸的多肽。2.一种分离的核酸分子，其包含选自如下的核苷酸序列:a)包含SEQ ID NO:2中所示序列的多核苷酸；b)与SEQ ID NO:2具有至少90%序列同一性的多核苷酸，其中所述多核苷酸编码多肽，其中与这种多肽融合的目的异源多肽在植物中的表达增加所述目的异源多肽在所述植物中的积聚或者目的异源多 肽靶向至所述植物中的液泡；c)与SEQ ID NO:2具有至少95%序列同一性的多核苷酸，其中所述多核苷酸编码肽，其中与这种多肽融合的目的异源多肽在植物中的表达增加所述目的异源多肽在所述植物中的积聚或者将所述目的异源多肽靶向至所述植物中的液泡；d)编码SEQ ID NO:1的氨基酸序列的多核苷酸；e)编码与SEQ ID NO:1具有至少90%序列同一性的肽的氨基酸序列的多核苷酸，其中与这种多肽融合的目的异源多肽在植物中的表达增加所述目的异源多肽在所述植物中的积聚或者将所述目的异源多肽靶向至所述植物中的液泡；和f)编码与SEQ ID NO:1具有至少95%序列同一性的多肽氨基酸序列的多核苷酸，其中与这种多肽融合的目的异源多肽在植物中的表达增加所述目的异源多肽在所述植物中的积聚或者将所述目的异源多肽靶向至所述植物中的液泡。3.实施方案2的核酸分子，其中所述核苷酸序列针对植物中的表达进行优化。4.一种表达盒，其包含驱动在植物或植物细胞中表达的启动子，所述启动子有效连接至编码目的异源多肽的多核苷酸，所述多核苷酸有效连接至实施方案2的核酸分子。5.实施方案4的表达盒，其中所述目的异源多肽是抗真菌多肽。6.实施方案4的表达盒，其还包含有效连接的编码信号肽的多核苷酸。7.实施方案6的表达盒，其中所述编码信号肽的多核苷酸包含SEQ ID NO:4的核苷酸序列。8.实施方案6的表达盒，其中所述信号肽包含SEQ ID NO:5的氨基酸序列。9.一种转化的植物细胞,其包含表达盒,所述表达盒包含驱动在植物细胞中表达的启动子，所述启动子有效连接至编码目的异源多肽的多核苷酸，所述多核苷酸有效连接至选自如下的核酸分子:a)包含SEQ ID NO:2中所示序列的多核苷酸；b)与SEQ ID NO:2具有至少90%序列同一性的多核苷酸，其中所述多核苷酸编码多肽，其中与这种多肽融合的目的异源多肽在植物中的表达增加所述目的异源多肽在所述植物中的积聚或者将所述目的异源多肽靶向至所述植物中的液泡；c)与SEQ ID NO:2具有至少95%序列同一性的多核苷酸，其中所述多核苷酸编码肽，其中与这种多肽融合的目的异源多肽在植物中的表达增加所述目的异源多肽在所述植物中的积聚或者将所述目的异源多肽靶向至所述植物中的液泡；d)编码SEQ ID NO:1的氨基酸序列的多核苷酸；e)编码与SEQ ID NO:1具有至少90%序列同一性的肽氨基酸序列的多核的苷酸，其中与这种多肽融合的目的异源多肽在植物中的表达增加所述目的异源多肽在所述植物中的积聚或者将所述目的异源多肽靶向至所述植物中的液泡；和f)编码与SEQ ID NO:1具有至少95%序列同一性的多肽的氨基酸序列的多核苷酸，其中与这种多肽融合的目的异源多肽在植物中的表达增加所述目的异源多肽在所述植物中的积聚或者将所述目的异源多肽靶向至所述植物中的液泡。10.实施方案9的植物细胞，其中所述目的异源多肽是抗真菌多肽。11.实施方案9的植物细胞，其中所述植物细胞展示出所述目的异源蛋白质的积聚增加。12.实施方案9的植物细胞，其中所述植物细胞展示出将所述目的异源蛋白质靶向至植物细胞液泡。13.实施方案9的植物细胞，其中所述植物细胞来自单子叶植物。14.实施方案13的植物细胞，其中所述单子叶植物是玉蜀黍、小麦、水稻、大麦、高粱或黑麦。 15.实施方案9的植物细胞，其中所述植物细胞来自双子叶植物。16.实施方案15的植物细胞，其中所述双子叶植物是大豆、芸苔(Brass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】2010.09.01 US 61/379,2271.一种分离的核酸分子，其包含选自如下的核苷酸序列:a)SEQ ID NO:2的核苷酸序列；b)与SEQID NO:2具有至少90%序列同一性的核苷酸序列，其中所述核苷酸序列编码多肽，当与目的异源多肽融合并在植物中表达时，所述多肽增加所述目的异源多肽积聚至所述植物的液泡；c)与SEQID NO:2具有至少95%序列同一'丨生的核苷酸序列,其中所述核苷酸序列编码肽，当与目的异源多肽融合并在植物中表达时，所述肽增加所述目的异源多肽积聚至所述植物的液泡；d)编码SEQID NO:1的氨基酸序列的核苷酸序列；e)编码与SEQID NO:1具有至少90%序列同一性的氨基酸序列的核苷酸序列，当与目的异源多肽融合并在植物中表达时，所述氨基酸序列增加所述目的异源多肽积聚至所述植物的液泡；和f)编码与SEQID NO:1具有至少95%序列同一性的多肽的氨基酸序列的核苷酸序列，当与目的异源多肽融合并在植物中表达时，所述多肽增加所述目的异源多肽积聚至所述植物的液泡。2.一种多肽，所述多肽由根据权利要求1所述的核酸分子编码。3.—种表达盒，其包含驱动在植物或植物细胞中表达的启动子，所述启动子有效连接至编码目的异源多肽的多核苷酸，所述多核苷酸有效连接至根据权利要求1所述的核酸分子。4.根据权利要求3所述 的表达盒，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：VC克雷恩，N亚尔帕尼，J桑达尔，
申请(专利权)人：先锋国际良种公司，
类型：
国别省市：