[发明专利]利用来自狗尾草属泛素基因的调节元件的转基因表达用构建体

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年8月30日提交的美国临时专利申请No.61/872,134的优 先权，通过提述将上述申请全部并入本申请。

通过提述并入以电子方式提交的材料

通过提述将其全部内容并入与此申请同时提交的计算机可读核苷酸/氨 基酸序列，其如下：建立于2014年8月15日的名称为 “Setaria_UBI_SEQ_LIST_ST25”的一个68KB的ACII(文本)文件”。

背景

植物转化是一种有吸引力的用于将农艺学上期望性状或特性导入不同 作物物种中的技术。开发具有特定的期望性状的植物物种，和/或将植物物种 修饰为具有特定的期望性状。通常，期望性状的例子包括：提高营养价值质 量，增加产量，赋予抗虫性或抗病性，增加干旱和胁迫耐受性，提高园艺质 量(例如，着色和生长)，赋予除草剂抗性，使得可能从植物生产在工业上有 用的化合物和/或材料的能力，和/或使得可能生产药品。

通过植物转化技术来生产包含堆叠在单个基因组基因座处的多个转基 因的转基因植物。植物转化技术导致转基因导入植物细胞中、在植物基因组 中含有转基因的稳定整合拷贝的能育转基因植物的恢复、并且通过转基因的 转录和翻译的后续转基因表达导致具有期望性状和表型的转基因植物。堆叠 中的每个转基因一般需要独立的启动子用于基因表达，因此在转基因堆叠中 需使用多个启动子。

经常由于需要共表达调节同一性状的多个转基因而重复使用同一启动 子来驱动多个转基因的表达。然而，重复使用包含享有高水平序列同一性的 序列的多个启动子可能导致基于同源性的基因沉默(HBGS)。观察到转基因 植物(Peremartietal.,2010)中当在转基因中使用重复的DNA序列时频繁出现 HBGS。另外，在土壤杆菌中，已经证明由于质粒的重组和不稳定性，在转 基因构建体中重复使用相似的DNA序列是困难的。

本文描述了与玉米泛素1启动子享有低水平序列同一性或同源性的泛素 调节元件(例如，启动子和3’-UTR)。进一步描述了利用泛素调节元件的构建 体和方法。

概述

本文公开了用于在植物细胞和/或植物组织中表达转基因的构建体和方 法。在一个实施方案中，从柳枝稷(Panicumvirgatum)、二穗短柄草 (Brachypodiumdistachyon)、或粟(Setariaitalica)基因组中纯化泛素基因调节 元件，并且将其与不和该调节元件天然连接的序列重组，从而创制用于在对 于所述泛素调节序列而言非天然的植物细胞中表达转基因的表达载体。在一 个实施方案中，提供了表达载体，其中泛素基因的调节元件与多接头序列可 操作地连接。这样的表达载体使得基因或基因盒以与泛素基因调节序列的可 操作连接状态插入到所述载体中变得容易。

在一个实施方案中，提供了构建体，其包含柳枝稷、二穗短柄草、或粟 泛素启动子。在一个实施方案中，提供了基因表达盒，其包含与转基因可操 作连接的柳枝稷、二穗短柄草或粟泛素启动子。在一个实施方案中，基因表 达盒包含与转基因可操作连接的柳枝稷、二穗短柄草或粟泛素5’-UTR。在一 个实施方案中，基因表达盒包含与启动子可操作连接的柳枝稷、二穗短柄草 或粟泛素5’-UTR。在一个实施方案中，基因表达盒包含与转基因可操作连接 的柳枝稷、二穗短柄草或粟泛素内含子。在一个实施方案中，基因表达盒包 含与启动子可操作连接的柳枝稷、二穗短柄草或粟泛素内含子。在一个实施 方案中，构建体包含含有柳枝稷、二穗短柄草、或粟泛素3’-UTR的基因表达 盒。在一个实施方案中，基因表达盒包含与转基因可操作连接的柳枝稷、二 穗短柄草或粟泛素3’-UTR。在一个实施方案中，基因表达盒包含至少一个、 两个、三个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、或更多个转基因。

在一个实施方案中，基因表达盒独立地包含：a)柳枝稷、二穗短柄草、 或粟泛素启动子，b)柳枝稷、二穗短柄草或粟泛素内含子，c)柳枝稷、二穗 短柄草或粟泛素5’-UTR，以及d)柳枝稷、二穗短柄草或粟泛素3’-UTR。