[发明专利]指导玉米胚珠和授粉籽粒的母体和支持组织中转基因表达的植物调节区

说明书

发明领域

本发明涉及植物分子生物学领域，更具体来说涉及植物中基因表达的调节。

发明背景

植物宿主中异源DNA序列的表达依赖于可操作性连接的调节元件的存在，这些元件在植物宿主内是具有功能的。启动子序列的选择将决定生物内异源DNA序列何时与何处进行表达。当需要在特定组织或器官中表达时，可以使用组织优选启动子(tissue-preferred promoter)。当需要应答刺激物进行基因表达时，可诱导性启动子可选作调节元件。相反，当需要持续表达遍及植物细胞时，可使用组成型启动子。中心启动子序列上游和/或下游的附加调节序列可以包括于转化载体的表达构建体中，使转基因植物中异源核苷酸序列的表达水平发生变化。

经常需要在植物的特定组织或器官中表达DNA序列。例如，增加植物对土壤和空气传播的病原体感染的抵抗力，可以通过植物基因组的遗传操作来完成，使该基因组包含可操作性连接于异源病原体抵抗性基因的组织优选启动子，从而使病原体抵抗性蛋白可以在期望的植物组织中生产。可选地，需要抑制植物组织内天然DNA序列的表达，来实现所需要的表型。在此情况下，此抑制可以通过植物转化来完成，使该植物包含可操作性连接于反义核苷酸序列的组织优选启动子，从而使该反义序列表达产生RNA转录物，该RNA转录物可以干扰天然DNA序列的mRNA的翻译。

另外，需要在处于特定生长或发育阶段的植物组织中表达DNA序列，该阶段为例如细胞分裂或延长。此类DNA序列可以用于促进或抑制植物生长进程，从而影响生长速度或植物结构。

需要分离与表征再生组织优选(reproductive-tissue-preferred)启动子，特别是的未成熟的穗优选(immature-ear-preferred)启动子，用于影响植物中的各种特性以及可评价标记的使用中，该启动子可以作为以再生组织优选方式表达分离的目的核苷酸序列的调节元件。

发明概述

本发明提供了用于调节植物中基因表达的组合物与方法。该组合物包含用于再生组织优选启动子的新的核苷酸序列。具体来说，提供了肌动蛋白解聚因子4基因的转录起始区。本发明的其他实施方案包含SEQID NO：1中给出的核苷酸序列与SEQ ID NO：1中给出的核苷酸序列的片段。也包括SEQ ID NO：1中给出的序列的功能性片段，其促进可操作性连接的核苷酸序列的再生组织优选表达。

本发明的实施方案也包括DNA构建体，该构建体包含可操作性连接于目的异源核苷酸序列的启动子，其中所述启动子能够促进所述核苷酸序列在植物细胞中的表达并且所述启动子包含本文所公开的核苷酸序列中的一个。本发明的实施方案还提供了表达载体与植物或植物细胞，该植物或植物细胞具有稳固地并入其基因组的上文提及的DNA构建体。另外，该组合物包括这些植物的转基因种子。

其他的实施方案包含在植物中选择性表达核苷酸序列的方法，其包括用DNA构建体转化植物细胞，和由所述植物细胞再生转化的植物，所述DNA构建体包含启动子与异源核苷酸序列，该序列可操作性连接于所述启动子，其中所述启动子启动植物细胞中的所述核苷酸序列的未成熟的穗优选转录。以此方式，启动子序列可用于以优选组织或可诱导方式控制可操作性连接的编码序列的表达。

启动子的转录起始调节的下游可以是目的序列，该序列可提供植物表型的修饰。此类修饰包括调节内源产物的产生，如其数量、相对分布等，或者外源表达产物的产生，以便在植物中提供新的功能或产物。例如，包含编码基因产物的异源核苷酸序列，该基因产物赋予对除草剂、盐、寒冷、干旱、病原体、线虫类或昆虫的抗性或耐性。

在另一个具体方案中，提供了调节稳固转化的植物中基因表达的方法，包括步骤：(a)用DNA构建体转化植物细胞，该DNA构建体包含具体方案的启动子，该启动子可操作性连接于至少一个核苷酸序列；(b)在植物生长的条件下使植物细胞生长；以及(c)由植物细胞再生稳固转化的植物，其中核苷酸序列的表达改变了植物的表型。

附图说明

图1显示了LYNX^TM大量平行信号测序数据的概要，该数据展示了玉米(zea mays)中ADF4的表达。

图2显示了当可操作性连接于ADF4启动子并在T0转基因植物中表达时GUS可评价标记的转基因表达的照片。

图3显示了当可操作性连接于ADF4启动子并在T0转基因植物中表达时DS-RED可评价标记的转基因表达的照片。