TWI233945B - Rice alpha-amylase transcriptional enhancers - Google Patents

Rice alpha-amylase transcriptional enhancers Download PDF

Info

Publication number
TWI233945B
TWI233945B TW091134177A TW91134177A TWI233945B TW I233945 B TWI233945 B TW I233945B TW 091134177 A TW091134177 A TW 091134177A TW 91134177 A TW91134177 A TW 91134177A TW I233945 B TWI233945 B TW I233945B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
promoter
rice
plant
nucleic acid
gene
Prior art date
Application number
TW091134177A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200302279A (en
Inventor
Su-May Yu
Original Assignee
Academia Sinica
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Academia Sinica filed Critical Academia Sinica
Publication of TW200302279A publication Critical patent/TW200302279A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI233945B publication Critical patent/TWI233945B/zh

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8216Methods for controlling, regulating or enhancing expression of transgenes in plant cells
    • C12N15/8222Developmentally regulated expression systems, tissue, organ specific, temporal or spatial regulation
    • C12N15/823Reproductive tissue-specific promoters
    • C12N15/8234Seed-specific, e.g. embryo, endosperm
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8216Methods for controlling, regulating or enhancing expression of transgenes in plant cells
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8216Methods for controlling, regulating or enhancing expression of transgenes in plant cells
    • C12N15/8237Externally regulated expression systems
    • C12N15/8238Externally regulated expression systems chemically inducible, e.g. tetracycline

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Developmental Biology & Embryology (AREA)
  • Pregnancy & Childbirth (AREA)
  • Reproductive Health (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)

Description

0) 1233945 玖、發明說明 (發明說明應敘明··發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明) 菸明所屬之技術頜媸 本發明係關於水稻α -;殿粉水解酶基因促進子,其 < 用 來增加基因轉殖植物細胞中,或基因轉殖植物中的啟動子 活性。 發明背景 各種不同策略已廣為使用來增加在基因轉殖植物中的 啟動子之活性。一種策略是使用促進子,增加與該促進子 同種或異種之啟動子的轉錄活性。該策略可用來產生過度 表現用以控制農業上的重要特性或生物分子的過度產生 之内源或外源基因的基因轉殖植物。 内容 本發明係關於水稻α ·澱粉水解酶基因促進子,其可用 來增加基因轉殖植物細胞中,或基因轉殖植物中的啟動子 活性。 一方面,本發明的特徵在於重組核酸,其含有得自水稻 a Amy8基因的轉錄促進子;與該促進子異種的啟動子, 其可經操作與該促進子連接;以及可經操作與該啟動子連 接’並編碼轉錄本的密碼序列。轉錄本可在諸如單子葉植 物(m〇nocot)(例如穀類)之類的植物細胞中編碼多肽,或 可以是干擾其他RNA(例如mRNA、轉移RNA、核糖體 RNA,和小形核rna)之功能的RNA。 水稻a A m y 8基因促進子的一個實例為如下所示 s E q IDNO:l,也就是aAmy8的鹼基對- 318至- 89:
1233945 (2) CGTCATGCGTGATCGGTGATCGATCACCGAGAGAGACCGGACGACGAGTCGA GAGAGCTCGCGCCGCCTCGATCGGCGCGGCGGTGACTCGAGCAGGGCCTGAAGTAG CTGCACGGCTCAAGGCGGCACTCCATCACCGGACACCGGGGTCCAGACTACTCGTTT CCGTTGGAGAAATAACCACCTTTATCCATGTTGCTTATCCGTGAATTGCAACAGCAT TGATTGTT( S E Q ID N 0 : 1) 另一方面,本發明之特徵為重組核酸,其含有多個得自 水稻a Amy8基因的轉錄促進子(例如2、3或4個副本); 可經操作與該促進子連接之與該促進子同種或異種的啟 動子;以及可經操作與該啟動子連接,並編碼轉錄本的密 碼序列。 本發明之重組核酸可導入植物細胞内,產生穩定轉形細 胞,可進一步栽培至產生基因轉殖植物。這類穩定轉形植 物細胞,和基因轉殖植物,均在本發明的範圍内。 含有包括多個得自水稻aAmy3基因之轉錄促進子;可 經操作與該促進子連接之與該促進子同種或異種的啟動 子;以及可經操作與該啟動子連接,並編碼轉錄本之密碼 序列的重組核酸之穩定轉形植物細胞,或基因轉殖植物, 亦在本發明的範圍内。 水稻a Amy3基因促進子的實例,包括如下所示SEQ ID Ν0:2(α Amy3 的鹼基對-186 至- 82)、SEQ ID Ν0··3(α Amy3 的鹼基對-133至- 82),和SEQIDNO:4(aAmy3的鹼基對 -186 至-122):
ATCCCGTCGCCTTGGAGACCGGGCCCCGACGCGGCCGACGCGGCGCCTAC
GTGGCCATGCTTTATTGCCTTATCCATATCCACGCCATTTATTGTGGTCG
1233945 (3) TCTCT(SEQ ID N〇:2), GCCATGCTTTATTGCCTTATCCATATCCACGCCATTTATTGTGGTCGTCT CT(SEQ ID NO :3) ^ 和 ATCCCGTCGCCTTGGAGACCGGGCCCCGACGCGGCCGACGCGGCGCCTAC GTGGCCATGCTTTAT(SEQ ID N〇:4)。 本發明提供在穩定轉形植物細胞或基因轉殖植物中,高 度活化並緊密調節内源或外源基因表現的系統。a Amy3 和a Amy8促進子以感糖性、荷爾蒙反應性、組織專一性, 及依賴發育階段的方式,增加啟動子的活性,並可用於發 展可過度表現疾病-、昆蟲-或緊迫-抵抗力基因及編碼具 有商業價值多肽的基因之植物系統。 在下文的說明中,陳述本發明的一些具體實施例的細 節。將可從說明和申請專利範圍中瞭解本發明的其他特 徵、目標和優點。 實施方式 本發明係關於水稻α -澱粉水解酶基因促進子,其可用來 在轉形植物細胞中,或在基因轉殖的植物中增加啟動子之 活性。 α -澱粉水解酶是在穀類穀物的發芽期間,水解儲存在 胚乳中之澱粉的主要澱粉水解酵素,以提供胚芽生長所需 的營養。在穀類中,係藉著赤黴素(GA)和糖饑餓兩者誘 導α -澱粉水解酶基因的表現。水稻α -澱粉水解酶同功異 構酶至少被9個基因編碼(Thomas,B.R.,和Rodriguez,R丄.(1994) PlantPhysiol 106:1235-1239),其中 a Amy3 和 a Amy8 是可由糖 1233945
(4) 饑餓高度謗導。先前已經在aAmy3中確認出105 -個驗基 對的糖反應序列(S R S ),其係為前述之s E Q ID Ν Ο : 2 (L u 等人(1998) J Biol Chem 273:10120-10131)。 在本發明中,發現在水稻aAmy8基因中的230 -個鹼基 對序列(削述之S E Q ID Ν Ο · 1)可提南植物細胞中啟動子的 活性。該促進子位在a Amy8的鹼基對_318至-89 ,並包含在 位置- 266至-236處之31個驗基對的gc盒子(GC box),以及 在轉錄起始位置之上游位置-131至-126處之TATCCA元件, 兩者皆保留(conserved)在 aAmy3 SRS(也就是 SEQ ID NO:2) 中。其亦含有與c-Myb-結合位置(Nakagoshi等人(199〇) JBi〇1
Chem 265:3479-3483)和 GA 反應序列(GARS)(Gubler 等人( 1 999) ?1&1^了17:1-9)同種的序列,這兩個均未出現在“八11^33113 中。因此將該230個鹼基對的a Amy8促進子及其變體命名 為 a Amy8 SRS/GARS 〇 比S E Q ID Ν Ο : 1長或短的序列(例如^ Amy8的驗基對·200 至-89)亦可作為促進子,只要藉著在下文實例中描述的方 法,或藉著類似的方法判定其顯露出促'進子活性即可。亦 可使用具有核酸變異之序列,例如因為多型現象或重組遺 傳操作的結果’亦可作為促進子。例如’具有重覆之 TATCCA元件的經修飾a Amy8促進子,在水稻胚芽中之活 性增加6倍。確實,在本發明的範圍内亦企圖包括含有仍 保留促進子活性之這類序列變異體的重組的核酸,穩定轉 形植物細胞,以及基因轉殖植物。 因此,本發明之特徵為含有得自水稻a Amy8基因之轉錄 1233945
(5) 促進子(也就是a Amy8 SRS/GARS)的重組核酸,其可用於產 製轉形細胞和基因轉殖植物。本發明之重組核酸可以是本 有得自水稻a Amy8基因之轉錄促進子;可經操作與該促 進子連接之與該促進子異種的啟動子;和可經操作與該啟 動子連接’並編碼轉錄本之密碼序列的核酸片段。它也可 以是質體或病毒載體,其含有剛剛說明的核酸片段。
轉錄本可以是在植物細胞中,干擾其他RNA功能的 RNA,例如防止mRNA轉譯成多肤,或謗發特定的rna降 解’以助於標的之轉錄後基因不活動(Mol等人(1990) FEBS
Lett268(2):427〇0 和 Fire 等人(1998) Nature 391:806-811)。另者, 該轉錄本可編碼在改良基因轉殖植物之某些特性上所需 要的多肽’或在轉形植物細胞或基因轉殖植物中過度產生 多肽所需要的多肽。欲有助於回收該過度產生的多肽,可 將編碼信號肽的序列整合到上述的重組核酸中之適當位 置’例如在啟動子和該多肽之密碼序列之間。結果,該多 肽將被分泌到細胞培養基中,或發芽種子中的胚乳中,藉 此利於其回收。 因為a Amy8 SRS/GARS促進子係以劑量-依賴性之方式增 進啟動子的活性,所以該重組核酸最好含有多個(例如2、 3或4個副本)得自水稻α Amy 8基因的轉錄促進子;可經 操作與該促進子連接之與該促進子同種或異種的啟動 子;以及可經操作與該啟動子連接,並編碼轉錄本的密碼 序列。 當使用多個促進子副本時,其不需要以彼此相同的方向
1233945 放置它們。再者,在促進子的兩個副本之間,可出現插入 的序列(例如50-100個鹼基對的長度或更長),其限制條件
為它不得干擾促進子的功能。通常,如果使用太多的促進 子副本(例如超過4個副本),當載體在細菌中複製時,它 們可能經由重組作用而接合到載體之外。此外,太多的促 進子副本可能在基因轉殖植物中引起基因不活動。因此, 雖然啟動子的活性通常隨著促進子副本數目成正比地增 加,但可藉著在下文實例中描述的方法,或藉著類似的方 法,判定促進子之實際最大的副本數目。
在本發明重組核酸中使用的啟動子,可以是在那裏都具 有活性的,像是衍生自肌動蛋白基因、花椰菜鑲嵌病毒 35S(’’CaMV35Sf’)RNA,或泛素基因的;或可以是可誘導的, 像是衍生自α -殿粉水解酶(例如水稻a Amy3、a Amy6、α Amy7、a Amy8或a Amy 10基因,其為糖-反應性的;參見美 國專利第5,460,952號)、轉化酶、蔗糖合成酶、馬鈐薯塊 莖儲藏蛋白(patatin)、/3 -澱粉水解酶、甘薯塊根儲藏蛋白 (sporamin)或光合成基因的。在本發明的重組核酸内,亦可 包括額外的轉錄調節元件,像是其他的促進子,以便高度 激活並緊密調節啟動子的活性。 可將本發明的重組核酸(例如含有得自水稻a Amy8基因 之轉錄促進子的重組核酸)導入植物細胞内,產生穩定轉 形細胞,其可進一步栽培產生基因轉殖植物。這類穩定轉 形植物細胞和基因轉殖植物皆在本發明的範圍内。 含有包括多個得自水稻a Amy3基因之轉錄促進子的重 -10- 1233945
組核酸;可經操作與該促進子連接之與該促進子同種或異 種的啟動子;和可經操作與該啟動子連接,並編碼轉錄本 之密碼序列的穩定轉形植物細胞和基因轉殖植物,亦在本 發明的範圍内。水稻a Amy3基因促進子的實例包括SEQ ID NO:2(aAmy3 的鹼基對-186 至-82)、SEQ ID Ν0:3(α Amy3的驗基對-133至- 82)和SEQ ID Ν0:4(α Amy3的驗基 對-186 至-122)。 a Amy3 SRS(例如S E Q ID N 0 : 2、3或4)在糖-饑餓的水稻 原生質體中,提高了啟動子之活性(Lu等人(1998) JBiol Chem 273:10120-10131)。意外的是,在穩定轉形的水稻懸浮細胞 中,a Amy3 SRS明顯地增加了啟動子活性,而與細胞有或 無補充糖來培養無關。啟動子在穩定轉形細胞中的活性, 也比在原生質體暫時表現系統中的活性高很多。 a Amy3 SRS和a Amy8 SRS/GARS兩者在基因轉殖水稻中提 高了啟動子活性。a Amy3 SRS以組織-不依賴的方式提高啟 動子活性,而a Amy8 SRS/GARS則主要在發芽水稻種子的胚 乳和胚芽中提高啟動子活性。此外,a Amy8 SRS/GARS的促 進子活性,係受水稻胚芽中的糖阻遏和GA謗導作用所影 響,而糖阻遏可壓過GA誘導作用。因此,在穩定轉形植 物細胞或基因轉殖植物中,a Amy3 SRS和a Amy8 SRS/GARS 可用來調節内源或外源基因的表現。 下文的特定實例主要是作為解釋之用,並非企圖以任何 方式限制其餘的揭示内容。無需進一步推敲,咸相信熟諳 此藝者可以在本文中的說明為基礎,使用本發明至其最充 1233945 ⑻
分的程度。所有在本文中提及的出版物均完整地以引用的 方式併入本文中。 實例 實驗程序 (1)植物材料 在這些實例中使用的水稻種類為水稻台農 67號 (Oryzasativa L· cv. Tainung 67)。將不成熟的種子脫殼,以 3 % N a 0 C 1滅菌3 0分鐘,以無菌水徹底沖洗,並放在N 6 D 瓊脂培養基(Toki,S.(1997) Plant Mol Biol Rep 5:16-21)上,進行愈 傷組織(callus)的誘導。在1個月之後,在新鮮的N6D培養 基上繼代培養衍生自值片(scutellum)的愈傷組織,以便進行 轉化作用。 (2)質體建構 為了建構含有Act 1-Luc嵌合基因的質體,首先藉著以 EcoRI 切割,移除在 pBluescript SKII+(Stratagene)之多重選殖 位置中的EcoRI位置,然後將末端弄鈍並再度連接。利 用Hindlll,從pDM302中切下水稻的Actl 5*區域(包括 1.4kb之5 W則面序列,7 9個鹼基對的5 ’非密碼表現序列, 447個鹼基對的5’插入序列和25個鹼基的第一個密碼表 現序列)(Cao 等人(1992) Plant Cell Rep 11:586-591),並繼代選 殖到缺乏 EcoRI位置之 pBluescript中的相同位置内,產生 pAct。使用寡核甞酸 5,-CCC〇Mri£ATCCCGTCGCCTTGGAGA-3,( SEQ ID N0:5,下標線者為 EcoRI位置)作為 5·引子,和 5,-CCCGAATTCAGAGACGACAATAAT-3,( S E 0 ID NO :6,下標線者為
-12- 1233945
(9)
EcoRI位置)作為3’引子,以及p3G-132n(Lu等人(1998) J
341(:1^111 273:10120-10131)(其含有〇:八11^3的1.71^5,區)作為 DNA模板,以PCR-擴大水稻α Amy3 SRS(相對於a Amy3 之轉錄開始位置為-186至-82)。以EcoRI切割含有SRS 的DNA片段,並以三個縱列重覆段且與該啟動子相同之 方位,將其插入 Actl啟動子的 EcoRI位置内,產生 pACT-3SRS。從 pJD312(Luehrsen 等人(1992) Methods Enzymol 216:397-414)中切下含有Luc密碼序列-Nos終止轉錄序列的 融合序列的Sall-Bglll片段,弄鈍末端,並插入pAct和 pAct-3SRS 的 Smal 位置内,產生 pB-Act-LN 和 pB-Act-3SRS-LN。利用 PstI 將 pB-Act-LN 和 pB-Act-3SRS-LN 弄 直,並插入在二元載體pSMYlH(Ho等人(2000) Plant Physiol 122:57-66)中的相同位置内,其含有35S啟動子-Hph密碼區 -腫瘤形態學大基因(Tml)終止轉錄序列的融合基因,藉此 產生 pAct>LN 和 pAct-3SRS-LN。
(3)水稻的轉形 利用電穿透器(BTX,San Diego),根據製造者的指示,將質 體 pAct-LN 和 pAct-3SRS-LN 導入農桿菌 株(Hood 等人(1986) J Bacte-riol 168:1291-1301) 内。將從不成熟的水稻種子中誘導出的愈傷組織與根癌土 壤桿菌一起培養,並根據Hiei等人(Plant J 6:271-282,1994) 和 Toki(Plant Mol Biol Rep5:16-21,1997)描述的方法,從愈傷組 織中再生假定的基因轉殖植物。 (4)懸浮細胞培養 -13 -
1233945 (10) 按照先前 Yu 等人(J Biol chem 266:21131-21137,1991)的描 述,繁殖經過轉形的愈傷組織。按照先前Lu等人chem 273:10120-10131,1998)的描述,繼代培養已確立的懸浮細胞。 (5 )蟲螢光素酶活性測定
利用 CCLR 緩衝溶液(l〇〇mM KH2(P〇4),ρΗ7·8, ImMEDTA,10% 甘油,1% Triton X-100, 7mM /3 -巯基乙醇),從經過培養的懸 浮細胞或植物組織中,萃取全部蛋白質,並利用考馬斯 (Coomassie)蛋白質測定試劑(Pierce),判定蛋白質之濃度。按 照先前的描述(Lu 等人(1998) J Biol Chem273:10120-10131),進 行蟲螢光素酶活性測定。 實例1 a Amy8 SRS/GARS在基因棘殖永稻中提高Act 1啟 動子的活十生
將a Amy8 SRS/GARS促進子,其包括a Amy8啟動子的位 置-3 1 8至-8 9,以三個縱列重覆段並與Act 1啟動子相同之 方位,插入Actl啟動子的位置-459處,並測試其在基因 轉殖水稻中對A c 11啟動子活性的影響。 使攜帶 Actl-Luc 和 Actl-8SRS/GARS-Luc(pAct-8SRS/GARS-LN) 嵌合型基因的轉形愈傷組織再生,自體受精三代’獲得 T3同種接合子的種子。藉著25個基因轉殖種子,在含有 5 0克/毫升潮黴素的水中發芽7天,判定基因轉殖種子的 同種接合性(homozygosity),並計算生長中之秧苗數目對未 生長之秧苗數目的比例。理論上,與轉殖基因為同種接合 子之基因轉殖株的種子,在相同的條件下,應該全部發芽 並生長。 -14- 1233945 〇1)
使基因轉殖株Act6-9-l和Act(8SRS/GARS)5的T3同種接合 之種子發芽和生長8天。收集秧苗的各種組織,並測定蟲 螢光素酶活性。意外的是,a Amy8 SRS/GARS促進子主要在 發芽之種子和秧苗的胚乳和胚芽中,增加Actl啟動子的 活性。 亦將a Amy8 SRS/GARS促進子融合在CaMV35S最小啟動子 -L u c融合基因的上游,然後將其導入水稻基因組内。獲 得數個基因轉殖水稻品系,並使一個隨機選擇品系T 4 -1 2 的T2種子發芽6天。收集已發芽之種子的各種組織,並 測定蟲螢光素酶活性。發現在胚乳和胚芽中的蟲螢光素酶 活性,分別是在根部的74和20倍,而在嫩芽中的蟲螢光 素酶活性與在根部的類似。這些發現顯示a Amy8 SRS/GARS 促進子,在發芽之基因轉殖的水稻種子中,賦與對最小啟 動子的胚乳和胚芽比活性。 在第二個實驗中,以2,4-D預先處理得自上述之基因轉 殖品系T4-12的同一批T2種子8天。收集胚芽,並分成 4組。將每組胚芽以含或不含蔗糖,以及含或不含GA之 條件下培養2天,並測定蟲螢光素酶活性。在蔗糖的存在 下,胚芽中的蟲勞光素酶活性是相對較低的,與GA是否 存在無關。在缺乏蔗糖和GA兩者時,在胚芽中的蟲螢光 素酶活性明顯地增加5.5倍。在缺乏蔗糖下添加GA ,提 高蟲螢光素酶活性8.2倍。 在第二個貫驗中,移除得自基因轉殖品系τ 4 -丨2之T i 種子的胚芽,以便除去GA的來源。然後將胚乳分成4組。
-15- 1233945
(12) 將每組胚乳以含或不含蔗糖,以及含或不含GA之條件下 培養2天’並測定蟲螢光素酶活性。在缺乏GA之下,在 胚乳中的蟲勞光素酶活性是低的,與蔗糖是否存在無關。 在GA和篇糖兩者都存在時,在胚乳中的蟲螢光素酶活性 增加了 4倍。在Ga的存在下移除蔗糖,不改變蟲螢光素 酶活性。這些結果證實α Amy8 SRS/GARS促進子在水稻胚芽 和胚乳中’賦與對最小啟動子的GA反應性。 實J…·2在穩形水稻縣浮細胞中,a Amy3 SRS提高了 Actl的啟動子活 將螢火蟲的蟲螢光素酶基因(Luc)融合在Actl啟動子的 下游,或含有a Amy3 SRS之3個縱列重覆段的A c 11啟動 子的下游,產生Actl-Luc和Actl-3SRS-Luc。藉由土壤桿菌 (jgrokckn·謂)-調節的轉形作用,將所得的嵌合基因導入水 稻基因組内。獲得數個轉形細胞株,並對每種構築體隨機 選擇4個品系,進行進一步的研究。
經轉形的愈傷組織經培養成懸浮細胞。然後在接受螢光 素酶活性測定之前,先在有或沒有蔗糖的培養基中培養這 些細胞2天。在薦糖-饑餓的細胞中’由野生型A c 11啟動 子所賦與之螢光素酶活性是極低的。它比在提供蔗糖之細 胞中的螢光素酶活性低6奚8倍。相反的,在蔗糖-饑餓 的細胞中,由Actl-3SRS啟動子所賦與之螢光素酶活性大 量地增加,較在提供蔗糖細胞中的增加大約2 - 5 · 5倍。意 外的是,Actl-3SRS啟動子赋與明顯較高的螢光素酶活性, 而與該細胞是否供應蔗糖培養無關’也就是說,a Amy3 SRS
1233945 (13) 在提供蔗糖的細胞中,平均提高了 Act 1啟動子活性3倍, 而在蔗糖-饑餓的細胞中,提高至少 2 0倍。這些結果表 示,在穩定轉形水稻懸浮細胞中,藉著a Amy3 SRS整合到 Actl啟動子内的作用,明顯地提高了蟲螢光素酶的表 現。此外,a Amy3 SRS將糖-可謗導的Act 1啟動子,轉變 為糖饑餓-可謗導的啟動子。
實例 3 a Amy3 SRS在基因轉殖水稻中提高了 Ac11啟動 子的活性
使 4個攜帶 Actl-Luc之基因轉殖品系和 8個攜帶 Actl-3SRS-Luc之基因轉殖品系的 T3同種接合子的種子發 芽並生長8天。收集得自秧苗的葉片,並測定蟲螢光素酶 活性。在所有攜帶相同構築體之基因轉殖品系的葉片中, 螢光素酶活性並沒有顯著的差異。在不同轉形物中,由 Actl-3SRS啟動子所賦與之平均螢光素酶活性是類似的:比 由Actl啟動子所賦與的更高大約2.5至3倍。這些結果 表示a Amy3 SRS在基因轉殖水稻中通常地提高了 Act 1啟 動子的活性。 意外的是,a Amy3 SRS所增進Act 1啟動子之活性係受 發育調整的。使基因轉殖品系Act6-9-l和Act(3SRS)5-15-l之 T3同種接合子的種子發芽並生長某段期間。在2週之後, 在發芽種子和秧苗的各種組織中,Actl-3SRS啟動子賦與比 A c 11啟動子更高的蟲螢光素酶活性。在提高蟲螢光素酶 活性上的差異,在根部是差異最大的(5至5 6倍),接下 來是在嫩芽(4至11倍)和胚芽(3至18倍)中。在發芽後 -17- 1233945 (15)
具體實施例亦在下列的申請專利範圍之範圍内。
-19- 1233945 序列表 <ilO>中央研究院 < 12 0 > 水稻α s殿扮酶轉錄促進子 <130> 08919-076001 <140> TW091134177 <141> 2002-11-25 <150> US 10/060,515 <151〉2002-01-31 <160> 6
<210> 1 <211> 230 <212> DNA <213>水稻 <400> 1 cgtcatgcgt gatcggtgat gcgccgcctc gatcggcgcg aggcggcact ccatcaccgg ccacctttat ccatgttgct cgatcaccga gagagaccgg gcggtgactc gagcagggcc acaccggggt ccagactact tatccgtgaa ttgcaacagc acgacgagtc gagagagctc tgaagtagct gcacggctca cgtttccgtt ggagaaataa attgattgtt 120 ISO 230 <210> 2 <211> 105 * <2X2> DNA <213>水稻 <400> 2 atcccgtcgc cttggagacc gggccccgac gcggccgacg cggcgcctac gtggccatgc tctattgcct tatccatatc cacgccattt attgtggtcg tctct <210> "3 <211> 52 <212> DNA <213> 稻 50 105
<400> 3 gccatgcttt attgccttat ccatatccac gccatttatt gtggtcgtct ct <210> 4 <211> β5 t <212> DNA <213>水稻 52 <400〉 4 atcccgtcgc cttggagacc gggccccgac gcggccgacg cggcgcctac gtggccatgc tttat es
<210> 5 <211> 27 <212> DNA 1233945 <213 > 人工序列 <220> <223 >合成引子 <400> 5 cccgaattca tcccgtcgcc ttggaga <210> 6 <211> 24 <212> DNA <213>人工序列 <220> <223> 合成引子 <400> 6 cccgaattca gagacgacaa taat

Claims (1)

1233945 第091134177號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(94年3月) 拾、申請專利範圍 .正 '補充本〜…丨 1 · 一種重組的核酸,其包括: 得自水稻a Amy8基因的轉錄促進子; 可經操作與該促進子連接的啟 促進子是異種的;以及 可經操作與該啟動子連接,I編碼轉錄本的 列; 其中該轉錄促進子為SEQ ID NO.1。 2.根據申請專利範圍第丨項之核酸,其中該轉綠 多肽。 ’ 3 · —種重組的核酸,其包括: 多個得自水稻a Amy8基因的轉錄促進子·, 可經操作與該促進子連接的啟動子;和 可經操作與該啟動子連接,並編碼轉綠本的 列; 其中該核酸包括該促進子的2、1Z , ]Z 3或4個副本 轉錄促進子為SEQIDN〇:i。 4. 根據申請專利範圍第3項之核酸,其中該轉 多肽。 ^ 5. —種製備穩定轉形植物細胞或基因轉殖植物的 其包括將重组核酸轉移至該細胞或植物内,該 酸含有 得自水稻a Amy8基因的轉錄促進子·, 可經操作與該促進子連接的啟動子,該啟 該促進予是異種的;以及
予與讀 会碼序 本編 碼 密碼序 ’且該 本編碼 方法, 重組核 動子與 79147-940302.doc 1233945 可經操作與該啟動子連接,並編碼轉錄本的密碼 序列; 其中該轉錄促進子為SEQ ID NO: 1。 6. 根據申請專利範圍第5項之方法,其中該轉錄本編碼 多肽。 7. 根據申請專利範圍第5項之方法,其中該植物為單子 葉植物。 8. 根據申請專利範圍第7項之方法,其中該植物為穀類 植物。 9. 根據申請專利範圍第8項之方法,其中該植物為水稻。 10. —種製備穩定轉形植物細胞或基因轉殖植物的方法, 其包括將重組核酸轉移至該細胞或植物内,該重組核 酸含有 多個得自水稻a Amy8基因的轉錄促進子; 可經操作與該促進子連接的啟動子;以及 可經操作與該啟動子連接,並編碼轉錄本的密碼序列; 其中該核酸包括該促進子的2、3或4個副本,且 該轉錄促進子為SEQ ID ΝΟ:1。 11. 根據申請專利範圍第1 〇項之方法,其中該轉錄本編碼 多肽。 12. 根據申請專利範圍第1 0項之方法,其中該植物為單子 葉植物。 13. 根據申請專利範圍第1 2項之方法,其中該植物為穀類 植物。 14. 根據申請專利範圍第1 3項之方法,其中該植物為水稻。 79147-940302.doc
TW091134177A 2002-01-30 2002-11-25 Rice alpha-amylase transcriptional enhancers TWI233945B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/060,515 US7094958B2 (en) 2002-01-30 2002-01-30 Rice α-amylase transcriptional enhancers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200302279A TW200302279A (en) 2003-08-01
TWI233945B true TWI233945B (en) 2005-06-11

Family

ID=27610004

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW091134177A TWI233945B (en) 2002-01-30 2002-11-25 Rice alpha-amylase transcriptional enhancers

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7094958B2 (zh)
TW (1) TWI233945B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR0007019A (pt) * 1999-08-19 2001-07-03 Profigen Inc Intensificadores duplicados de vìrus mosáico do veio da mandioca e usos dos mesmos
US11913011B2 (en) * 2018-05-25 2024-02-27 Basf Se Plants comprising wheat g-type cytoplasmic male sterility restorer genes and uses thereof

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5971029A (en) * 1995-07-11 1999-10-26 Instituform (Netherlands) B.V. Dual containment pipe system and method of installation
US5917029A (en) * 1998-03-11 1999-06-29 National Science Council Sugar-responsive enhancers in α-amylase genes

Also Published As

Publication number Publication date
US7094958B2 (en) 2006-08-22
US20030145357A1 (en) 2003-07-31
TW200302279A (en) 2003-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2004001000A2 (en) Intron double stranded rna constructs and uses thereof
JP2011172578A (ja) エンハンサーによって増大した植物における遺伝子の発現
CN101932596A (zh) 调控植物株高的基因及其应用
CN105753953B (zh) 小麦抗病蛋白与编码基因及其在调控植物抗病性中的应用
Xu et al. Rice triosephosphate isomerase gene 5 [prime] sequence directs [beta]-glucuronidase activity in transgenic tobacco but requires an intron for expression in rice
Yamchi et al. Proline accumulation in transgenic tobacco as a result of expression of Arabidopsis Δ 1-pyrroline-5-carboxylate synthetase (P5CS) during osmotic stress
JP2005130770A (ja) 植物体あたり得られるデンプン量が増加したバレイショおよびその作出法
WO2011049243A1 (ja) バイオマスが増大し、かつ環境ストレス耐性が向上した形質転換植物およびその作出方法
TWI534265B (zh) 用於操縱植物之光合細胞中果聚糖生合成之方法、基因建構體及基因轉殖植物細胞
CN104004073B (zh) 来源于小麦的抗病性相关蛋白TaCPK7-R及其相关生物材料与应用
WO2020093128A1 (pt) Método para obtenção de sementes de mamoneira sem ricina/rca, plantas de mamona sem ricina/rca, método de identificação de plantas de mamona sem ricina/rca, polinucleotídeos, construções, e usos das mesmas
TWI233945B (en) Rice alpha-amylase transcriptional enhancers
CN106987591B (zh) 一种光诱导型启动子基因及其应用
WO2008119136A1 (en) Improved methods and constructs for marker free agrobacterium mediated transformatiom
CN116515789A (zh) 一种水稻粒型相关基因及其应用
JP2010142156A (ja) OsPIP1;3遺伝子を導入した耐冷性イネ
JP5804420B2 (ja) 植物の生育促進およびバイオマス量の増加に関与する遺伝子ならびにその利用方法
Kato et al. Expression of a major house dust mite allergen gene from Dermatophagoides farinae in Lotus japonicus accession Miyakojima MG-20
CN107739403B (zh) 一种与植物开花期相关的蛋白及其编码基因与应用
CN112390866B (zh) OsARF12基因在提高水稻对水稻矮缩病毒抗性中的应用
JP3855055B2 (ja) Wx遺伝子発現抑制方法および該方法に用いられる遺伝子
KR101784162B1 (ko) 식물체의 개화기 또는 성숙기를 촉진하는 유전자 및 이의 용도
KR101549202B1 (ko) 포플러 enod93 유전자 유래 마디 특이적 발현 프로모터 및 이의 용도
CN118389590A (zh) 水稻粒型和穗粒数相关蛋白gwn1及其编码基因与应用
CN102952182B (zh) 来源于新疆野苹果的蛋白质及其编码基因与应用

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees