[发明专利]通过与P21共表达来增加植物中感兴趣基因的表达的方法和组合物

说明书

提供通过感兴趣基因与p21多核苷酸共表达来增加植物中感兴趣基因表达的方法和组合物。感兴趣的基因可以是相对于植物内源的或异源的。还提供含有异源p21多核苷酸的植物，例如烟草植物。当与对照植物进行比较时，植物中p21多核苷酸与感兴趣基因的共表达增加了感兴趣基因的表达。因此，p21共表达可以增加对蛋白进行编码的感兴趣基因的表达，所述蛋白为例如植物中的防御蛋白、酶、信号蛋白、报告蛋白、抗体及其片段、生长因子、细胞表面受体分子、种子储存蛋白和杀真菌剂。

发明领域

本公开涉及用于增强植物中感兴趣基因的表达的方法和组合物。更具体地说，本发明涉及采用p21多核苷酸与感兴趣基因共表达的方法和组合物。

背景技术

使用重组蛋白作为药物和用于工业过程正在迅速增加，并将继续增加。低生产水平限制了许多有价值的工业和药用蛋白的商业生产。外来蛋白可能易受细胞内和细胞外蛋白酶的降解作用以及其他生产条件的影响。相应地，所产生的蛋白通常对宿主细胞的代谢和生长有害。过去已经开发了各种各样的宿主细胞体系。一个示例是植物细胞，其优点是被认为安全且便宜。

长期以来，植物蛋白和酶已被用于许多目的，从可行的食物来源到生物催化试剂或治疗剂。转基因和转染植物的开发以及遗传分析的改进为这些应用带来了新的科学意义和经济激励。分子植物育种和分子植物耕种的概念受到了极大的关注，其中，植物体系被用作生物反应器以产生重组生物活性材料。因此，用于增加感兴趣基因表达的方法可以创建呈现出商业上重要的表型特性的植物。因此，希望提供一种改进的方法来增加植物中感兴趣基因的表达。

发明内容

本公开提供了增加植物中感兴趣基因表达的方法和组合物，包括使p21多核苷酸与感兴趣基因共表达。p21多核苷酸可以具有与SEQ ID NO：1或其活性片段或变体具有至少80％序列相同性的核酸序列。在具体实施方式中，p21多核苷酸包括具有SEQ ID NO:1的核酸序列的多核苷酸。同样，异源p21多核苷酸可以编码p21多肽，该p21多肽包含与SEQ IDNO：2具有至少80％相同性的氨基酸序列。在具体实施方式中，异源p21多核苷酸可以对包含SEQ ID NO:2的p21多肽进行编码。在一些实施方式中，p21多核苷酸的片段和变体编码含pfam11757结构域(domain)的多肽。当与对照植物进行比较时，感兴趣基因的表达可以增加至少10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、或100％。对照植物可以包括感兴趣基因，但是不会表达p21多核苷酸。

在一些实施方式中，与p21多核苷酸共表达的感兴趣基因对选自下组的蛋白或肽进行编码：防御蛋白、酶、信号蛋白、报告蛋白、抗体及其片段、生长因子、细胞表面受体分子、种子储存蛋白和杀真菌剂。例如，防御蛋白可以是抗体，例如，单克隆抗体。酶可以是α-半乳糖苷酶或溶酶体酸性脂肪酶。信号蛋白可以是粒细胞集落刺激因子(G-CSF)。报告蛋白可以是绿色荧光蛋白(GFP)。在一些实施方式中，感兴趣的基因编码治疗性蛋白。在具体实施方式中，感兴趣基因是相对于植物内源的或相对于植物异源的。

p21多核苷酸可以操作性连接至植物中有活性的启动子。在具体实施方式中，启动子是植物中有活性的组成型启动子。例如，组成型启动子可以是CaMV 35S启动子。在一些实施方式中，p21多核苷酸操作性连接至植物中有活性的启动子和/或感兴趣基因。

将p21多核苷酸引入植物中可以通过用包含p21多核苷酸的农杆菌tDNA载体转化植物来完成。在一些实施方式中，可以用包含表达构建体的载体(例如病毒载体)将p21多核苷酸引入植物中，所述表达构建体包含p21多核苷酸。