[发明专利]新型植物表达构建物

说明书

本申请是申请日为2000年12月12日，申请号为00818930.7，发明名称为“新型植物 表达构建物”的发明专利申请的分案申请。

发明领域

本发明涉及分离和应用核酸分子以控制植物中的基因表达，所述核酸分子具体是 新型植物启动子。

发明背景

植物遗传工程的一个目标是产生具有重要农学特征或性状的植物。遗传工程的最 近发展已经提供了产生包含和表达外源基因的转基因植物的必要工具(Kahl等，World J.ofMicrobiol.Biotech.11：449-460，1995)。对于植物遗传工程尤其需要的目的性状或 品质包括但不限于：昆虫抗性、真菌病抗性、对其它害虫和病原体的抗性、除草剂耐性、更高 的稳定性或更长的保存期、更高产量、环境耐性以及营养强化(nutritional enhancement)。植物转化和再生领域内的技术进步已经使得研究者能够从异源来源或天然 来源提取外源DNA(如一个基因或多个基因)，然后将所述外源DNA掺入植物基因组。在一种 方法中，通常不在特定植物或特定植物组织中表达的新型基因的表达可能赋予所需的表型 效应。在另一种方法中，以反义取向的基因或基因部分的转录可能通过防止或抑制内源基 因的表达而产生所需效应。

为产生转基因植物，将包括异源基因序列的构建物引入植物细胞，所述异源基因 序列当在植物中表达时赋予所需表型。所述构建物还包括有效连接所述异源基因序列的植 物启动子，该植物启动子通常在一般情况下不与所述异源基因连接。将所述构建物引入植 物细胞，产生转化植物细胞，然后将所述转化植物细胞再生为转基因植物。所述启动子控制 该启动子有效连接的所引入DNA序列的表达，并因此影响所述DNA序列所赋予的所需特性。

利用多种启动子定制基因表达可能是有利的，以便一个基因或多个基因在植物生 长和发育的恰当时间、在所述植物中的最佳位点并且以产生所需效应所必需的量有效转 录。例如，基因产物的组成型表达在植物的一个位点可能是有利的，但在该植物的另一部分 就不是那么有利。在其它情况下，在植物某个发育阶段或在应答某些环境或化学刺激时产 生基因产物可能是有利的。遗传改良种质的商业化发展也已经前进到将多种性状引入作物 的阶段，该方法常常被称为基因堆积方法(genestackingapproach)。在该方法中，可以将 赋予不同目的性状的多种基因引入植物。当将多种基因引入植物时，重要的是调整或控制 每个基因以获得最佳表达，并且使得调节元件多样化，以降低基因沉默的可能性。根据这些 和其它的考虑，在植物生物工程技术中基因表达的最佳控制和调节元件多样化显然是重要 的。

发明概述

本发明涉及包含以下元件的DNA植物表达构建物：拟南芥属肌动蛋白(Act)启动子 序列Act1a、Act1b和延伸因子1α(EF1α)启动子序列、以及由有效连接于在作物细胞中起作 用的异源结构基因序列的这些启动子获得的片段和顺式元件。

因此，根据本发明的一个实施方案，提供以有效连接包含下列元件的重组DNA构建 物：在作物细胞中起作用的启动子，所述启动子包括：来自SEQIDNO：12、SEQIDNO：22、 SEQIDNO：23的至少一种顺式元件；对于所述启动子异源的结构DNA序列；和在植物中起作 用的3’非翻译区，该3’非翻译区引起在RNA序列的3’末端添加聚腺苷酸化核苷酸。例如，所 述启动子可以主要包含来自下面任何一种的5’调节区：SEQIDNO：12、SEQIDNO：22、SEQ IDNO：23(包括或不包括它们中间的任何内含子序列)。所述结构基因可以包含任何异源核 苷酸序列，其中所述序列的表达导致转基因作物中在农学上有用的性状或产品。

根据本发明的一方面是一种DNA构建物，该DNA构建物包含有效连接本发明启动子 序列的结构DNA序列，所述结构DNA序列编码赋予作物除草剂耐性的蛋白。该除草剂耐性蛋 白包括但不限于草甘膦耐性蛋白基因如单独的草甘膦抗性EPSP合酶基因，或者该基因与一 种或多种草甘膦降解蛋白基因的组合。