[发明专利]植物调控元件及其使用方法

说明书

以电子方式递交的序列表的引用

创建于2013年8月26日、大小为4千字节的文件名为“4195USPSP_sequence_listing.txt”的序列表以计算机可读形式与本说明书同时提交。该序列表是本说明书的一部分，并且全文以引用的方式并入本文。

技术领域

本公开涉及植物分子生物学领域，更具体地，涉及植物中基因表达的调控。

背景技术

异源DNA序列在植物宿主中的表达取决于该植物宿主中存在有功能的可操作地连接的调控元件。选择的调控元件序列将决定异源DNA序列在生物体内表达的时间和位置。如果期望在特定的组织或器官中表达，则可使用组织偏好的调控元件。如果期望基因响应刺激而表达，则诱导型调控元件是首选调控元件。相比之下，如果期望在植物细胞中各处连续表达，则采用组成型启动子。可以在转化载体的表达构建体中包含位于核心调控元件序列上游和/或下游的附加调控序列，以便引起异源核苷酸序列在转基因植物中以不同水平表达。

本领域时常期望在植物中以组成型方式表达DNA序列。例如，可通过遗传操纵植物基因组，使其包含可操作地连接至异源病原体抗性基因的组成型调控元件，使得所需的植物组织中产生病原体抗性蛋白，从而使植物对土源和空气源病原体感染的抗性增强。

另选地，可能需要抑制植物组织内天然DNA序列的表达以实现所需的表型。在这种情况下，可采用下述方式实现这种抑制：转化植物，使其包含可操作地连接至反义核苷酸序列的组成型启动子，使得反义序列表达，产生干扰天然DNA序列的mRNA翻译的RNA转录物。

通过使用基因工程技术遗传地改变植物并且因此产生具有有用性状的植物，这要求可获得多种启动子。在掌握大量启动子的基础上，研究人员可设计出能在细胞中期望的位置以所需水平表达的重组DNA分子。因此，组成型启动子集合在一起，便可使新性状以所需水平在期望的组织中表达。

要实现这一点，需分离组成型调控元件并加以表征，用于对植物进行遗传操纵，其中这些组成型调控元件可充当以实测组成型方式表达感兴趣的异源核苷酸序列的调控区。

发明内容

本公开提供了用于调控感兴趣的异源核苷酸序列在植物或植物细胞中表达的组合物和方法。还提供了包含引发转录的调控元件的新型核苷酸序列的DNA分子。在一些实施方案中，这种调控元件具有在植物细胞中引发转录的启动子活性。本公开的实施方案包括下列序列：以SEQIDNO：1、SEQIDNO：2、SEQIDNO：3示出的核酸序列或它们的互补序列；包含SEQIDNO：1、SEQIDNO：2、SEQIDNO：3中至少20个连续核苷酸的核苷酸序列，其中所述序列在植物细胞中引发转录；以及与以SEQIDNO：1、SEQIDNO：2、SEQIDNO：3示出的序列具有至少85％序列同一性的核苷酸序列，其中所述序列在植物细胞中引发转录。

本公开提供了一种用于在植物或植物细胞中表达异源核苷酸序列的方法。该方法包括将表达盒引入植物或植物细胞，该表达盒包含可操作地连接至本公开的调控元件之一的感兴趣的异源核苷酸序列。以此方式，调控元件序列可用于控制可操作地连接的异源核苷酸序列的表达。在具体方法中，感兴趣的异源核苷酸序列以组成型方式表达。

本公开还提供了一种在植物中以组成型方式表达感兴趣的核苷酸序列的方法。该方法包括将表达盒引入植物细胞，该表达盒包含本公开的可操作地连接至感兴趣的异源核苷酸序列的调控元件。

感兴趣的核苷酸序列的表达可以提供对植物表型的修饰。这种修饰包括调节内源产物的生成(数量、相对分布等方面)或者外源表达产物的生成，以在植物中提供新功能或者产物。在特定的方法和组合物中，感兴趣的异源核苷酸序列包含的基因产物赋予除草剂抗性、病原体抗性、昆虫抗性，和/或对盐、寒冷或干旱改变的耐受性。

本公开还提供了表达盒，所述表达盒包含本公开的可操作地连接至感兴趣的异源核苷酸序列的启动子序列。还另外提供了转化的植物细胞、植物组织、种子和植物。

附图说明

图1示出了碧冬茄脉明病毒基因组中长基因间区域(LIR)相对ORF1的结构。只含369个碱基对的调控区(TR)是含1049个碱基对的调控区(FL)的截短版。复制该截短调控元件中含280个碱基对的一部分(以水平框示出)，产生包含重复区段的序列(含649个碱基对)。推定的TATA框以竖直框示出。