[发明专利]用于柄锈菌亚门和黑粉菌亚门的基因操作和表达系统

说明书

本发明涉及分离的启动子和合成显性选择构建体和增强子用于基因靶向的应用，用于在选自柄锈菌亚门和黑粉菌亚门的物种中有效生产遗传修饰的细胞，所述物种特别是选自红冬孢酵母属、孢堆黑粉菌属、掷孢酵母属或黑粉菌属的物种。

相关申请的交叉引用

本申请涉及于2011年6月10日提交的美国临时专利申请序列号61/495,619且要求其优先权。这个申请通过引用并入本文。

序列提交

本申请随同电子格式的序列表一起提交。序列表名称为2577207SequenceListing.txt，于2012年4月11日创建并且大小为31kb。序列表的电子格式中的信息是本申请的部分，并且整体引入本文作为参考。

背景技术

本发明涉及植物分子生物学领域，更具体而言涉及在柄锈菌亚门(Pucciniomycotina)和黑粉菌亚门(Ustilaginomycotina)的物种中的高效率基因操作和强基因表达系统。

本文用于阐明本发明背景的出版物及其他材料以及特别提供关于实践的另外细节的案例通过引用并入，并且为了方便起见通过作者和日期在下述正文中提及，并且在所附参考书目中按作者字母顺序列出。

柄锈菌亚门是担子菌门中的真菌亚门(Kirk等人，2008)。它拥有具有重要工业应用的许多物种。例如，红冬孢酵母属(Rhodosporidium)和锁掷酵母属(Sporidiobolus)中的许多物种，例如圆红冬孢酵母(Rhodosporidium toruloides)(也称为瘦弱红酵母(Rhodotorula gracilis)、Rhodosporidium glutinis)、粘红酵母(Rhodotorulaglutinis)、Torula koishikawensis和Torula rubescens)和赭色掷孢酵母(Sporobolomyces salmonicolor)，是能够高密度发酵的富油单细胞酵母(Hu等人，2009；Meng等人，2009)。这些物种具有作为用于生产长链烃的宿主的极大潜力，所述长链烃例如三酰基甘油(TAG或脂肪)、脂肪酸酯(生化柴油)、脂肪醇、醇、内酯、萜类和维生素(Wu等人，2010a；Wu等人，2010b；Zhao等人，2010a；Zhao等人，2010b)。尽管基于PEG介导的原生质体转染的方法已在圆红冬孢酵母中报道(Tully和Gilbert，1985)，但该方法是高度不可靠的且需要营养突变型用于转化。由于质粒pHG2的不稳定性，转化载体不能应用于工业菌株的基因操作，所述质粒pHG2含有圆红冬孢酵母的苯丙氨酸氨裂解酶(PAL)编码基因(PAL)和酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的LEU2基因作为选择标记，和DNA载体整合的位点特异性模式。类似地，不存在可以在红冬孢酵母属中用于驱动实用基因或选择标记表达的功能启动子。类似情况在掷孢酵母属(Sporobolomyces)中发现(Ianiri等人，2011)。在另一个例子中，黑粉菌亚门中的物种特别是黑粉菌属(Ustilago)和Pseudozyma已知生产糖脂，所述糖脂可以充当表面活性剂或杀真菌剂(Hewald等人，2005；Teichmann等人，2010)。

完整的基因操作和表达系统一般由下述组成：组成型或诱导型启动子；可选择标记；DNA载体；将DNA引入宿主细胞内以整合到基因组内或作为附加体复制的方法；和抑制或阻断目的基因表达的方法。