[发明专利]玉米金属硫蛋白样调节元件及其用途

说明书

相关申请相互参考

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求获得于2013年10月4日提交的美国临时专利申 请No.61/886,943的优先权，本文通过提述并入其全部内容。

电子提交材料的引用参考

本文引用与本文同时提交的计算机可读的核苷酸/氨基酸序列列表的全部内容作 为参考，其标识如下：一个16KBACII(文本)文件，名称为“224883_ST25”，创建于2014年9月 29日。

背景

植物转化是一种用于在不同作物植物物种中引入农艺学期望性状或特征的有吸 引力的技术。开发和/或修饰植物物种使其具有特定的期望性状。一般地，期望的性状包括， 例如，提高营养价值品质、增加产量、赋予病虫害抗性、提高干旱和胁迫耐受性、提高园艺品 质(例如，色素沉着和生长)、赋予除草剂耐受性、使之能够从植物生产工业上有用的化合物 和/或材料，和/或使之能够生产药物。

通过植物转化技术来产生包含堆叠在单个基因组座位处的多个转基因的转基因 植物。植物转化技术导致转基因被引入到植物细胞中，回收在植物基因组中稳定整合了转 基因拷贝的能育的转基因植物，随后通过转基因的转录和翻译进行转基因表达，从而产生 具有期望性状和表型的转基因植物。堆叠的每一个转基因通常需要独立的启动子用于基因 表达，因此在转基因堆叠中要使用多个启动子。

当需要共表达多个用于调节同一性状的转基因时，经常会导致同一启动子被重复 使用以驱动多个转基因的表达。然而，重复使用包含具有高水平序列同一性的序列的启动 子，可能会导致基于同源性的基因沉默(HBGS)。当在转基因中使用重复DNA序列时，已经观 察到在转基因植物中经常会发生HBGS(Peremartietal.,2010)。此外，在转基因构建体中 反复使用相似的DNA序列已经证明在土壤杆菌中具有挑战性，因为质粒会重组和不稳定。

本文描述了玉米金属硫蛋白样基因调节元件(例如，启动子、5’-UTR和3’-UTR)。进 一步描述了使用玉米金属硫蛋白样基因调节元件的构建体和方法。概要

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，从玉米基因组中纯化玉米金属硫蛋白样基因的调节元件，并将该元件天然 不与该元件连接的序列重组，从而创建了表达载体，用于在对该玉米金属硫蛋白样调节序 列而言非天然的植物细胞中表达转基因。在一个实施方案中，提供了表达载体，其中该玉米 金属硫蛋白样基因的调节元件与多接头序列可操作连接。这种表达载体使基因或基因盒易 于以与玉米金属硫蛋白样基因调节序列可操作连接的状态插入到载体中。

在一个实施方案中，提供了包含玉米金属硫蛋白样启动子的构建体。在一个实施 方案中，提供了基因表达盒，其包括与转基因可操作连接的玉米金属硫蛋白样启动子。在一 个实施方案中，基因表达盒包括与转基因可操作连接的玉米金属硫蛋白样3’-UTR。在一个 实施方案中，基因表达盒包括与启动子可操作连接的玉米金属硫蛋白样3’-UTR。在一个实 施方案中，基因表达盒包括与转基因可操作连接的玉米金属硫蛋白样5’-UTR。在一个实施 方案中，基因表达盒包括与启动子可操作连接的玉米金属硫蛋白样5’-UTR。在一个实施方 案中，基因表达盒包括至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10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括a)玉米金属硫蛋白样启动子，b)玉米 金属硫蛋白样5’-UTR，和c)玉米金属硫蛋白样3’-UTR。

根据一个实施方案，提供了核酸载体，其包括与转基因可操作连接的启动子，其中 该启动子由SEQIDNO:1或与SEQIDNO:1具有90％序列同一性的序列组成。在进一步的实 施方案中，该核酸载体包括基因盒，其中该基因盒包括启动子、转基因和3’非翻译区，其中 该启动子由与转基因的第一末端可操作连接的SEQIDNO:1组成，其中该转基因的第二末 端与由SEQIDNO:3组成的3’非翻译序列可操作连接。在进一步的实施方案中，该核酸载体 包括基因盒，其中该基因盒包括启动子、转基因和3’非翻译区，其中该启动子由与转基因的 第一末端可操作连接的SEQIDNO:1组成，其中该转基因的第二末端与由SEQIDNO:4组成 的3’非翻译序列可操作连接。