一种可以提高植物基因表达活性的间隔重复序列及应用
【技术领域】
[0001]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】
[0002]基因表达调控是现代分子生物学研宄的热点之一，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)。
[0003]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。随着研宄的发展，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 Microb1l 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 B1l Chem 1990，265:5919-5921)。
[0004]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 shortpalindromic 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。
[0005]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，研宄表明: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。基于理论研宄和生产实践的需要，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】
[0006]本发明目的在于提供拟南芥木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶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。
[0007]本发明从拟南芥中克隆了木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶At2gl462(m因启动子区(SEQ ID N0.4)的一段间隔重复序列，并研宄了该间隔重复序列增强β-D-葡糖醛酸酶
基因的表达。
[0008]SEQ ID N0.4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。
[0009]aagcttttct ttggattgaa taaatcccca cgcgatgata tgttatctct ctgcatgaaagtaatgaata aaccttttca acaatctatt aacaatgcaa agacttctaa gcaagaaaag tcgtataagttttttctttt tggtaaaatt tagtttaaaa tcgtgtccgt tgtttatttg ccagatggca ttttctattagatttaaaat atgtcagcaa tctatttaac tttaatgcga acggataaaa tgagatttta gcggttaacttgatcaaaat ctaataaaaa gttacaaact aaaatgaatg ataaatgaag gttacatgca tggagaaattttttactttg taaatgactt gctgcctaat aaaaattagt tatttttaat atttaaaaga aaacataatatgtaagttaa taagtatgaa ttgtaaggaa gcaaacattc ttacgttttg aaaaaagaaa acaaaaagat
tcctacgtaa gtatgtattc tctttgcttc tccacaaaga tattctttgt ataggacacaatttacttta aacacacaat acaatatgta tatatactaa tcaatgatcg ttatatatat tctttgtataggacacaatt tactttaaac acttttcatg caatacaata tgtatatatactaatcaatg atcgttatatatgtccatcg tactcaacct caaacatctt aa
该间隔重复序列位于因翻译起始位点ATG上游-159至-33处，当把该间隔重复序列删除时，该启动子的活性急剧降低。可见这段间隔重复序列具有增强报告基因C达活性的作用。
[0010]本发明还提供所述的A為#C因启动子区的一段间隔重复序列在转基因植物中提高目的基因表达的用途。所述的植物优选为拟南芥。所述的目的基因优选为基因。
[0011]本发明的间隔重复序列来源于拟南芥，通过验证能增强外源基因的表达，因此，本发明的间隔重复序列具有调控目的基因表达的功能。
[0012]本发明的有益效果:
1.本发明公开的拟南芥因的启动子及其间隔重复序列，该间
隔重复序列具有顺式调控元件的功能，它可以作为酵母单杂交系统中的诱饵克隆细胞壁重构(或修饰)的关键的转录因子并导入植物，提高植物根生长能力，达到改良植物目的；
2.本发明人提供的间隔重复序列参与植物基因表达调控功能，启动子突变
及融合报告基因表达分析表明该间隔重复序列对维持该启动子的活性必不可少；
3.利用本发明启动子上的间隔重复序列可进行细胞壁重构(或修饰)调控机制的研宄；
4.利用本发明的间隔重复序列与所需目的基因连接，可以使外源基因特定在植物根部表达，有助于植物性状的改良。
【附图说明】
[0013]图1为CR6启动子片段克隆电泳图，M (分子量标准物):DL2000 ；
图2为CR6m启动子