[发明专利]一种可以提高植物基因表达活性的间隔重复序列及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种可以提高植物基因表达活性的间隔重复序列及应用，属于植物间隔重复序列领域，特别涉及一种可提高基因表达活性的木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶At2g14620基因启动子上的一段间隔重复序列，以及该间隔重复序列在植物转基因开发上的用途。

背景技术

基因表达调控是现代分子生物学研究的热点之一，阐明基因表达调控的时空规律有助于更好的揭示生物生长发育规律、形态结构特征及其生物学功能。基因表达调控主要表现在以下三个方面：第一，转录水平上的调控；第二，mRNA加工、成熟水平上的调控；第三，翻译水平上的调控。真核生物大多数是由多细胞组成的，细胞核结构的存在使转录和翻译过程在时间和空间上彼此分开，因此，真核生物基因表达的调控可以发生在不同水平上。真核生物的DNA与蛋白质结合在一起，形成十分复杂的染色质结构，染色质构象的变化、染色质中蛋白质的变化及染色质对DNA酶敏感程度的变化都会对基因表达产生影响（Nature 2007，447：33-367； Nat Rev Genet 2009，10：161-172）。另外，真核生物基因组DNA中大量的重复序列，也是影响真核基因的表达重要因素（Nucleic Acids Res 2012，40：3870-3885）。

按照重复序列在基因组中的分布方式，可以分为两种主要类型：串联重复序列和散布重复序列。串联重复序列以重复单元首尾相连的方式分布在特定染色体区域；而散布重复序列分散在整个基因组中。随着研究的发展，越来越多的实验表明这些重复序列发挥着重要的功能。它们在基因组中通常以特定的结构形式存在，对转录和其它基因组功能产生影响（Res Microbiol 2002，153：447-453）。在细胞分裂过程中，着丝粒处的重复序列与蛋白质组成复合体，作为联系染色体和纺锤体微管的关键结构，以保证染色体的准确分离（Chromosome Res 2003，11：241-253）。同样，端粒处的重复序列在保证染色体稳定中也起着重要作用（J Biol Chem 1990, 265：5919-5921）。

间隔重复序列是指重复单元仅被一段DNA片段隔开的重复序列，该序列类似与细菌中的成簇的规律间隔的短回文重复序列（Clustered regularly interspaced short palindromic repeats, CRISPR）（Annu Rev Genet 2011，45：273-297；Science 2014，346：1258096），CRISPR序列中重复单元重复次数至少要在4次以上，而本申请中所指的间隔重复序列重复单元重复次数限定为2次。

木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶是一类参与细胞壁重构与修饰的关键酶，它通过切割和重新移植木葡聚糖的作用，在不降低细胞壁机械性质的前提下提供细胞壁的延展性，从而支持由膨压驱动的细胞体积增长，研究表明：木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶基因的转录活性参与了植物根的伸长。基于理论研究和生产实践的需要，本发明人在拟南芥木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶At2g14620基因启动子上中鉴定了一种可以提高基因表达活性的间隔重复序列，它在植物基因工程的产业化中具有广泛应用。

发明内容

本发明目的在于提供拟南芥木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶At2g14620基因启动子上的一段间隔重复序列，以及该序列在植物基因工程中用于增强目的基因表达的用途，为后续开发高效表达转基因产品奠定基础。

本发明从拟南芥中克隆了木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶At2g14620基因启动子区（SEQ ID NO.4）的一段间隔重复序列，并研究了该间隔重复序列增强β-D-葡糖醛酸酶（GUS）基因的表达。

SEQ ID NO.4如下所示，其中序列表中标下划线的部分为两个重复序列，它们中间被一段间隔序列隔开。