[发明专利]用于在植物中增强基因表达的调节性核酸分子

说明书

本发明属于植物分子生物学领域，提供用于产生高表达启动子及产生核酸表达增强的植物的方法，其中核酸表达增强性核酸(NEENA)与该启动子功能性连接和/或引入植物中。

技术领域

本发明属于植物分子生物学领域，提供用于产生高表达启动子及产生核酸表达增强的植物的方法，其中核酸表达增强性核酸(NEENA)与所述启动子功能性连接和/或引入植物中。

背景技术

转基因在植物中的表达受到各种外部和内部因素的强烈影响，导致转基因表达水平的可变和不可预测。通常，必须产生和分析大量的转化体，以鉴定出具有期望表达强度的株系。由于具有期望表达强度的株系的转化和筛选成本高且劳动密集，因此需要一个或多个转基因在植物中高表达。当必须在植物中协同表达若干基因来达到特定效果时，由于必须鉴定出每个基因都具有强表达的植物，因此，这个问题尤为突出。

例如，取决于构建体设计和单个转化事件中T-DNA插入基因座的位置效应，转基因的表达可以显著变化。强启动子可以部分克服这些挑战。然而，具有期望特异性并显示出强表达的适宜启动子的可得性，通常受限。额外启动子的鉴定和表征有助于缩小这一差距，以确保可以获得足够的具有期望表达特异性的启动子。然而，具有相应特异性和强度的启动子的天然可得性、以及候选启动子的耗时表征，均阻碍了适宜的新启动子的鉴定。

为了克服这些挑战，已显示多种遗传元件和/或基序对基因表达有积极影响。其中，一些内含子已经被识别为具有改善基因表达的强大潜力的遗传元件。尽管其机制大部分尚不清楚，但已经显示，一些内含子对成熟mRNA的稳态量有积极影响，这可能通过增强转录活性、改善mRNA成熟、增强核mRNA输出和/或改善翻译起始来实现(例如Huang和Gorman,1990,Nucleic Acid Research 18；Le Hir等,2003,Trend Biochem Sci 28；Nott等,2004,Genes Dev.18)。

此外，已鉴定出不一定与内含子相关的通用增强子。增强子是重要的顺式调节DNA元件，通过招募转录因子并将其定向到靶基因的启动子上，以细胞类型/组织特异性的方式调控转录程序。基因的表达可由一个或多个增强子调节(Marand等2017；Biochimica andBiophysica Acta 1860(131-139))。增强子难以鉴定，因为它们的位置相对于其关联启动子不可预测。它们可以定位在某个表达核酸的转录起始位点的上游或下游，并且可以在距离相应启动子5000或更多个核苷酸的位置处发挥作用。值得注意的是，很大程度上由于缺乏增强子鉴定的一般方法，在植物物种中仅鉴定出少数增强子。

此外，基因组编辑技术的发展理论上也允许通过在内源基因的启动子、非翻译区或内基因中插入增强子来提高内源基因的表达水平。然而，由于迄今为止鉴定的增强子数量有限，这种方法受到阻碍。

增强功能性连接的核酸表达的核酸分子在本申请中描述为“核酸表达增强性核酸”(NEENA)。

发明详述

本发明的第一实施方案包括用于产生具有增强的表达强度的启动子的方法，该方法包括使一个或多个核酸表达增强性核酸(NEENA)分子功能性连接到启动子，该核酸表达增强性核酸分子包含；

i)具有SEQ ID NO:16至21中任一所定义的序列的核酸分子；或

ii)具有与SEQ ID NO:16至21所定义的序列中任一者具有80％或更多同一性的序列的核酸分子，优选地，该同一性为85％或更多，更优选地，该同一性为90％或更多，甚至更优选地，该同一性为95％或更多、96％或更多、97％或更多、98％或更多、或99％或更多，在最优选的实施方案中，与SEQ ID NO:16至21所定义的序列中任一者的同一性为100％；或