提高棉纤维长度的方法_3

文档序号:8476382阅读:来源:国知局
该天然基因。这样的沉默可以通过VIGS系统感染棉花植物来完成,该系统至 少包含候选的待沉默基因的部分片段。对于VIGS系统用于棉花的进一步说明,请参见国际[0046] 该构建体通常包括可操作地连接到本文所述核酸(例如,编码棉花WRIL蛋白的 核酸或编码用于下调棉花WRIL基因的RNAi分子的核酸)的5'端和/或所述核酸的3' 端的调控区域。包含所有这些元件的盒(cassette)在本文中也称为表达盒(expression cassette)。另外,这些表达盒可以包含表达盒构建体中的5'前导序列(leader sequence)。调节区(即:启动子、转录调节区和翻译终止区)和/或编码信号锚的多核苷 酸对于宿主细胞而言或彼此之间而言可以是天然的/类似的。启动子和组织特异性启动 子,如种子启动子,特别是棉籽启动子,对于制备用于棉花转化的构建体特别有用。或者,调 控区和/或编码信号锚的多核苷酸可以是对宿主细胞异源的,或彼此异源的。参见,美国专 利号7205453和美国专利申请公开号2006/0218670、2006/0248616和2009/0100536以及 其中引用的参考文献。表达盒可以额外包含在表达盒构建体中的5'前导序列。这样的前 导序列可以起到增强翻译的作用。翻译的前导序列是本领域已知的,并且包括在国际公开 号TO2008/094127以及其引用的参考文献中描述的那些。
[0047] 若干启动子可以用于本发明的实施。这些启动子可以基于所期望的结果来选 择。即,核酸可以与组成型、组织优选或其它启动子进行组合,以便在感兴趣的宿主细胞 中表达。此类组成型启动子包括,例如,Rsyn7的核心启动子(W0 99/48338和美国专利 号 6072050)、CaMV35S核心启动子(Odelletal.,1985)、水稻肌动蛋白(McElroyet al.,1990)、泛素(ChristensenandQuail, 1989;Christensenetal.,1992)、pEMU(Last etal.,1991)、MAS(Veltenetal.,1984)、ALS启动子(美国专利号 5659026)等。其它 组成型启动子包括,例如,在美国专利号5608149、5608144、5604121、5569597、5466785、 5399680、5268463 和 5608142 中所公开的。
[0048] 其它启动子包括诱导型启动子,特别是来自病原体诱导型启动子的诱导型启动 子。这类启动子包括来自感染后由病原体诱导的致病相关蛋白(PR蛋白)的启动子,例如 PR蛋白、SAR蛋白、0-1,3-葡聚糖酶、几丁质酶等。其它启动子包括在病原体感染位点或 接近病原体感染位点处局部表达的启动子。在其它的实施方案中,启动子可以是伤口诱导 型启动子。在其它实施方案中,可以使用化学品调控的启动子并通过应用外源化学调节剂 来调节植物中基因的表达。启动子可以是应用化学品来诱导基因表达的化学品诱导型启动 子或者是应用化学品来阻抑基因表达的化学品阻抑型启动子。此外,可以利用组织优选的 启动子来靶向特定植物组织内的目的多核苷酸的增强表达。这些启动子中的每一个都在美 国专利第6506962号、第6575814号、第6972349号和第7301069号以及美国专利申请公 开第2007/0061917号和第2007/0143880号中进行了说明。棉籽启动子是本领域技术人 员所熟知的,并且包括但不限于Gh-sp启动子(Songetal.,2000)和a球蛋白B启动子 (Sunilkumaretal.,2002)。任意其它的追索种子特异性启动子(recourseseedspecific promoter)可用于,例如大豆7S|C藏基因启动子(Quetal.,2012)、麻风树(Jatropha)油 质蛋白启动子(Popluechaiet&1.,2011)、23|£藏蛋白启动子等。
[0049] 通常,表达盒可以额外包括可选择的标记基因,用于选择转化细胞。利用可选择的 标记基因来选择转化细胞或组织。通常,植物可选择的标记基因会编码对抗生素的抗性, 其中合适的基因包括至少一组编码对抗生素大观霉素的抗性的基因、编码对链霉素的抗性 的链霉素磷酸转移酶(spt)基因、编码对卡那霉素或遗传霉素的抗性的新霉素磷酸转移酶 (nptll)基因、编码对潮霉素的抗性的潮霉素磷酸转移酶(hpt或aphiv)基因、乙酰乳酸 合酶(als)基因。或者,植物可选择的标记基因会编码对除草剂的抗性,比如对磺酰脲类 除草剂的抗性、对草铵膦的抗性、对草甘膦的抗性、抗铵性、对溴苯腈的抗性、对咪唑啉酮的 抗性和对2, 4-二氯苯氧乙酸醋(2, 4-dichlorophenoxyacetate,2, 4-D)的抗性,包括编码 对能抑制谷氨酰胺合酶的作用的除草剂(例如草按膦(Phosphinothricin)或Basta)的 抗性的基因(例如bar基因)。通常参见国际公开W0 02/36782、美国专利第7205453号 以及美国专利申请公开第2006/0218670号、第2006/0248616号、第2007/0143880号和第 2009/0100536号,以及其中援引的参考文献。还可参见Jeffersonetal. (1991);DeWet etal. (1987);Goffetal. (1990);Kainetal. (1995)和Chiuetal. (1996)。该可选 择的标记基因的罗列并不是限制性的。可以使用任意可选择的标记基因。可选择的标记 基因还处于在待转化植物物种中可操作的启动子的控制下。这类启动子包括在国际公开 W02008/094127以及其援引的参考文献中描述的启动子。
[0050] 或者,表达盒可以额外包括不含Cre-lox重组标记的系统,比如Zuoetal. (2001) 描述的系统。这种系统用于生产不含选择标记的转基因棉花植物。
[0051] 在制备表达盒时,可以对各种DNA片段进行操纵,以提供处于适当取向以及在适 当时处于适当的阅读框的DNA序列。为此,可以使用衔接子(adapters)或接头(linkers) 将DNA片段连接起来,或者可以涉及其它操纵以提供便利的限制位点、去除多余的DNA、去 除限制位点等。为此,可以涉及体外诱变、引物修复、限制(restriction)、退火、再置换,例 如转换和颠换。
[0052] -旦核酸已经被克隆到表达载体中,可以使用常规转化步骤将它引入到植物细胞 中。术语"植物细胞"意在包括由植物得到的任何细胞,包括未分化的组织,比如愈伤组织 和悬浮培养物,以及植物种子、花粉或植物胚。适合转化的植物组织包括叶组织、根组织、分 生组织、原生质体、下胚轴,子叶、盾片、芽尖、根、幼胚、花粉和花药。"转化"是指通过外部 应用来源于另一个不同基因型的细胞的重组DNA将细胞基因组进行定向修饰,导致将重组 DNA被吸收并整合进入对象细胞的基因组。以这种方式,可以得到遗传修饰的植物、植物细 胞、植物组织、种子等。
[0053] 可以使用包含本发明启动子的DNA构建体来转化任意植物,尤其是棉花植物。通 过各种常规技术可以将构建体引入期望的植物宿主的基因组。用于转化多种高等植物物 种的技术是公知的,并且在科技文献中进行了说明。如本领域技术人员所熟知,转化方法 可以随转化目标植物或植物细胞的类型(即单子叶植物或双子叶植物)而变化。例如, 可以使用比如植物细胞原生质体的电穿孔和显微注射等技术将DNA构建体直接引入植物 细胞的基因组DNA,或者可以使用DNA粒子轰击等弹道方法将DNA构建体直接引入植物组 织。或者,可以将DNA构建体和合适的T-DNA侧翼区结合并且引入到常规的根癌农杆菌 (Agrobacteriumtumefaciens)宿主载体中。当细胞被细菌感染时,根癌农杆菌宿主的毒 力功能会引导构建体和邻近标记插入到植物细胞DNA中。因此,可以使用任何提供有效转 化/转染的方法。参见例如美国专利第7241937号、第7273966号和第7291765号以及美 国专利申请公开2007/0231905和2008/0010704和其中援引的参考文献。还可参见国际公 开TO2005/103271和2008/094127以及其中援引的参考文献。已经被用来转化油棕的技 术包括基因枪介导的(biolistic-mediated)转化和农杆菌(Agrobacterium)介导的转化。 参见例如Maslietal. (2009) ;0midvaretal. (2008);Parveezetal. (2008);Abdullah etal. (2005);Parveezetal. (2000) ;Chowdhury,etal. (1997);以及美国专利申请公开 2009/0038032。
[0054] 可以培养通过以上任意一种转化技术得到的转化植物细胞以再生具有转化的基 因型并因此具有期望的表型的整株植物,例如转基因植物。"转基因植物"是引入了外源 DNA的植物。"转基因植物"包括其所有的无论是有性繁殖还是无性繁殖的后代、杂交种 (hybrids)和杂交种(crosses),并且这些后代和杂交种继续拥有外源DNA。再生技术取决 于在组织生长培养基中对某些植物激素的操纵,典型地取决于已经和期望的核苷酸序列一 起引入的杀生剂和/或除草剂标记。参见例如国际公开W02008/094127以及其中援引的参 考文献。
[0055] 典型地,将上述转化方法用于产生稳定地并入了表达盒的转基因品种。在表达盒 稳定地并入转基因植物以后,可以通过有性杂交将表达盒转移到其它植物。在一个实施方 案中,转基因品种然后可以和另一个(非转化的或转化的)品种进行杂交,以产生新的转基 因品种。或者,已经使用上述转化技术获得的特定棉花系的遗传性状可以使用植物育种领 域公知的传统回交技术转移到另一系。例如,可以使用回交方法将工程性状从公共非优良 品种转移到优良品种,或者从基因组包含外源基因的品种转移到一个或多个不含该外源基 因的品种。如本文中所用,"杂交"可以指简单的X和Y杂交,或者回交过程,依上下文而定。 根据待杂交的物种,可以使用多个标准育种技术中的任意一种技术。
[0056] -旦生产了这种类型的转基因植物,可以根据常规步骤培养植物本身。当然,可以 从转基因植物中回收转基因种子。然后,可以将这些种子种植到土壤中并使用常规步骤培 养以产生转基因植物。培养的转基因植物以如本文中所述的组织优选或组织特异性方式对 目的DNA进行表达。
[0057] 在第六方面中,本发明提供增加棉花的棉纤维长度的方法。在一个实施方案中,方 法包括对宿主棉花细胞或棉花植物中参与脂肪酸生物合成
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