[发明专利]植物调节元件及其使用方法

说明书

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节。

相关申请的交叉引用

本申请是于2016年6月24日提交的美国临时申请号62/354,374的部分继续申请，将其内容以其全文通过引用并入本文。

以电子方式提交的序列表的引用

文件名为“5243WOPCT Seq List.txt”的序列表创建于2017年5月12日，大小为231千字节，以计算机可读形式与本说明书一并提交。该序列表是本说明书的一部分并且以其全文通过引用并入本文。

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节。

背景技术

植物宿主中异源DNA序列的表达依赖于可操作地连接的调节元件的存在，这些调节元件在植物宿主内是具有功能的。选择的启动子序列可以决定异源DNA序列在生物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，则可使用组织偏好性启动子。如果期望基因响应刺激而表达，则诱导型启动子是首选调控元件。相比之下，如果期望在植物各细胞中连续表达，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来自核心启动子序列的上游和/或下游的附加调节序列，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。

经常，期望的是在植物的特定组织或器官中表达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织偏好性启动子，使得所需的植物组织中产生病原体抗性蛋白，从而提高植物对土壤和空气传播的病原体感染的抗性。可替代地，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，使植物包含可操作地连接至反义核苷酸序列的组织偏好性启动子，使得反义序列的表达产生干扰天然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可能需要获得多种调节元件。启动子和其他调节元件的积累将使研究者能够以所需水平和在所期望细胞位置表达重组DNA分子。因此，启动子的集合将允许新性状以所需水平在所期望的组织中表达。因此，可以产生独特的表达模式并用作表达目的异源核苷酸序列的调节区的杂合调节元件的分离、表征和产生可用于植物的遗传操作。

发明内容

提供了用于调节目的异源多核苷酸序列在植物或植物细胞中的表达的组合物和方法。提供了包含调节元件的新颖多核苷酸序列的合成DNA分子，这些调节元件具有基因调节活性。在一些实施例中，这种调节元件具有在植物细胞中引发转录的启动子活性。某些实施例包括SEQ ID NO：1-74所示的核苷酸序列。还包括SEQ ID NO：1-74所示序列(其中所述序列在植物细胞中启动转录)的功能片段、区段或变体，或包含与SEQ ID NO：1-74所示序列(其中所述序列在植物细胞中启动转录)具有至少85％序列同一性的序列的多核苷酸序列。实施例还包括DNA构建体，这些DNA构建体包含可操作地连接至目的异源核苷酸序列的调节元件，其中所述调节元件能够驱动所述异源核苷酸序列在植物细胞中的表达并且所述调节元件包含本文所公开的核苷酸序列。实施例进一步提供了表达载体，以及如上所述在其基因组中稳定掺入DNA构建体的植物或植物细胞。另外，组合物包括此类植物的转基因种子。

在一个实施例中，提供了在植物中产生表达模式的杂合调节元件，相对于产生杂合调节元件的任何来源或亲本调节材料，每种杂合调节元件的表达模式是独特的，其中该杂合调节元件含有每个亲本调节元件的一个区段。在一个实施例中，相对于亲本调节元件，该杂合调节元件产生了不同的组织特异性表达模式。在另一个实施例中，相对于由给定组的亲本调节元件表达的较窄的表达模式，这些杂合调节元件在植物组织中提供了更宽的表达模式。在另一个实施例中，这些杂合调节元件可产生组成型表达模式，该表达模式与亲本调节元件的非组成型表达模式不同。