液泡靶向肽及使用方法技術

本發明專利技術提供了將多肽序列靶向至植物液泡的組合物和方法。提供了具有編碼液泡靶向肽的核苷酸序列、其變體或片段的核酸分子。所述序列還可以用于將防御素蛋白或其他多肽靶向至植物中的液泡。還提供了轉化的植物、植物細胞、組織和種子。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及植物的遺傳操縱領域，特別是涉及將目的多肽靶向至植物中的液泡。
技術介紹
植物細胞的液泡是多功能細胞器，其為植物細胞發育策略的中心。植物液泡起著在維持細胞機體組成和功能方面重要的多種作用。信號肽用于使蛋白質轉運至植物液泡。革巴向信號在其拓撲形成功能(topogenic function)完成后從前體蛋白切除。酵母液泡蛋白中的液泡分選信號包含在前體的N末端前肽內，N末端前肽由液泡蛋白酶切除。許多植物液泡蛋白質含有在轉運至液泡期間或之后被切除的前肽。在某些液泡蛋白C末端的前肽也含有液泡分選信號。對于凝集素原，液泡分選信號在轉運期間或在液泡中沉積之后切除以產生成熟的凝集素。其他蛋白質在成熟分子中含有靶向信息。在大豆豆球蛋白中，成熟蛋白的兩個區段顯示可有效靶向至液泡。這些區段包括281個氨基酸的N末端 區段和76個氨基酸的C末端區段。在豆類植物血凝素中，一內部區段對于引導酵母轉化酶至轉基因植物內的液泡既是足夠的又是必須的。植物中的病害由生物原因和非生物原因引起。生物原因包括真菌、病毒、細菌和線蟲。植物病害的重要性的一個實例由植物病原真菌說明，其引起重大的年作物產量損失以及毀滅性流行。植物病害暴發已導致災難性作物歉收，這種作物歉收已引發饑荒以及引起重大社會變化。大約300，000種開花植物物種全部受病原性真菌侵襲；然而，單種植物物種可以是僅少數真菌物種的宿主，并且類似地，大多數真菌通常具有有限的宿主范圍。一般來講，植物病害控制的最佳策略是使用為此目的而由植物育種者選擇或開發的抗性栽培品種。然而，發生嚴重作物流行性病害的可能現今仍存在，如燕麥維多利亞枯萎病和南部玉米葉枯病的暴發所證明。作物保護的分子方法具有實現新型抗病害機制的潛力并且還可以比傳統育種方法實現得更快。因此，需要分子方法來補充傳統育種方法以保護植物免受病原體侵襲。為了幫助控制植物病害，需要多種方法以增加抗病原多肽在植物中的水平。因而，本專利技術提供了將異源多肽靶向至植物貯藏液泡的方法。
技術實現思路
提供了將多肽序列靶向至植物液泡的組合物和方法。這些組合物增加目的蛋白在植物細胞液泡中的表達和積聚。本專利技術的組合物包括能夠將多肽序列靶向至植物液泡的C末端多肽、其變體和片段。這些液泡靶向序列可以用于將異源多肽靶向至液泡，從而導致蛋白質在液泡中高水平積聚。這些方法還涉及通過利用本專利技術的液泡靶向氨基酸序列，將異源蛋白質如防御素、其他抗病原多肽、內毒素以及目的其他多肽靶向至植物液泡。在一個實施方案中，所述組合物和方法可以用于增強對植物病原體(包括真菌病原體、植物病毒、微生物、線蟲、昆蟲等)的抗性。額外地提供轉化的植物、植物細胞和種子，以及制備這類植物、植物細胞和種子的方法。這類轉化的植物、植物細胞和種子用編碼與目的多肽有效連接的液泡靶向肽的表達構建體轉化。以這種方式，將目的多肽引導至植物細胞的液泡。本專利技術涵蓋如下實施方案:1.一種分離的多肽，其中與這種多肽融合的目的異源多肽在植物中的表達增加目的異源多肽在所述植物中的積聚或者將目的異源多肽靶向至所述植物中的液泡，其中所述多肽選自:a)包含SEQ ID NO:1中所示的氨基酸序列的多肽；b)與SEQ ID NO:1具有至少90%序列同一性的多肽；c)與SEQ ID NO:1具有至少95%序列同一性的多肽；和d)具有SEQ ID NO:1的至少15個連續氨基酸的多肽。2.一種分離的核酸分子，其包含選自如下的核苷酸序列:a)包含SEQ ID NO:2中所示序列的多核苷酸；b)與SEQ ID NO:2具有至少90%序列同一性的多核苷酸，其中所述多核苷酸編碼多肽，其中與這種多肽融合的目的異源多肽在植物中的表達增加所述目的異源多肽在所述植物中的積聚或者目的異源多 肽靶向至所述植物中的液泡；c)與SEQ ID NO:2具有至少95%序列同一性的多核苷酸，其中所述多核苷酸編碼肽，其中與這種多肽融合的目的異源多肽在植物中的表達增加所述目的異源多肽在所述植物中的積聚或者將所述目的異源多肽靶向至所述植物中的液泡；d)編碼SEQ ID NO:1的氨基酸序列的多核苷酸；e)編碼與SEQ ID NO:1具有至少90%序列同一性的肽的氨基酸序列的多核苷酸，其中與這種多肽融合的目的異源多肽在植物中的表達增加所述目的異源多肽在所述植物中的積聚或者將所述目的異源多肽靶向至所述植物中的液泡；和f)編碼與SEQ ID NO:1具有至少95%序列同一性的多肽氨基酸序列的多核苷酸，其中與這種多肽融合的目的異源多肽在植物中的表達增加所述目的異源多肽在所述植物中的積聚或者將所述目的異源多肽靶向至所述植物中的液泡。3.實施方案2的核酸分子，其中所述核苷酸序列針對植物中的表達進行優化。4.一種表達盒，其包含驅動在植物或植物細胞中表達的啟動子，所述啟動子有效連接至編碼目的異源多肽的多核苷酸，所述多核苷酸有效連接至實施方案2的核酸分子。5.實施方案4的表達盒，其中所述目的異源多肽是抗真菌多肽。6.實施方案4的表達盒，其還包含有效連接的編碼信號肽的多核苷酸。7.實施方案6的表達盒，其中所述編碼信號肽的多核苷酸包含SEQ ID NO:4的核苷酸序列。8.實施方案6的表達盒，其中所述信號肽包含SEQ ID NO:5的氨基酸序列。9.一種轉化的植物細胞,其包含表達盒,所述表達盒包含驅動在植物細胞中表達的啟動子，所述啟動子有效連接至編碼目的異源多肽的多核苷酸，所述多核苷酸有效連接至選自如下的核酸分子:a)包含SEQ ID NO:2中所示序列的多核苷酸；b)與SEQ ID NO:2具有至少90%序列同一性的多核苷酸，其中所述多核苷酸編碼多肽，其中與這種多肽融合的目的異源多肽在植物中的表達增加所述目的異源多肽在所述植物中的積聚或者將所述目的異源多肽靶向至所述植物中的液泡；c)與SEQ ID NO:2具有至少95%序列同一性的多核苷酸，其中所述多核苷酸編碼肽，其中與這種多肽融合的目的異源多肽在植物中的表達增加所述目的異源多肽在所述植物中的積聚或者將所述目的異源多肽靶向至所述植物中的液泡；d)編碼SEQ ID NO:1的氨基酸序列的多核苷酸；e)編碼與SEQ ID NO:1具有至少90%序列同一性的肽氨基酸序列的多核的苷酸，其中與這種多肽融合的目的異源多肽在植物中的表達增加所述目的異源多肽在所述植物中的積聚或者將所述目的異源多肽靶向至所述植物中的液泡；和f)編碼與SEQ ID NO:1具有至少95%序列同一性的多肽的氨基酸序列的多核苷酸，其中與這種多肽融合的目的異源多肽在植物中的表達增加所述目的異源多肽在所述植物中的積聚或者將所述目的異源多肽靶向至所述植物中的液泡。10.實施方案9的植物細胞，其中所述目的異源多肽是抗真菌多肽。11.實施方案9的植物細胞，其中所述植物細胞展示出所述目的異源蛋白質的積聚增加。12.實施方案9的植物細胞，其中所述植物細胞展示出將所述目的異源蛋白質靶向至植物細胞液泡。13.實施方案9的植物細胞，其中所述植物細胞來自單子葉植物。14.實施方案13的植物細胞，其中所述單子葉植物是玉蜀黍、小麥、水稻、大麥、高粱或黑麥。 15.實施方案9的植物細胞，其中所述植物細胞來自雙子葉植物。16.實施方案15的植物細胞，其中所述雙子葉植物是大豆、蕓苔(Brass本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.09.01 US 61/379,2271.一種分離的核酸分子，其包含選自如下的核苷酸序列:a)SEQ ID NO:2的核苷酸序列；b)與SEQID NO:2具有至少90%序列同一性的核苷酸序列，其中所述核苷酸序列編碼多肽，當與目的異源多肽融合并在植物中表達時，所述多肽增加所述目的異源多肽積聚至所述植物的液泡；c)與SEQID NO:2具有至少95%序列同一'丨生的核苷酸序列,其中所述核苷酸序列編碼肽，當與目的異源多肽融合并在植物中表達時，所述肽增加所述目的異源多肽積聚至所述植物的液泡；d)編碼SEQID NO:1的氨基酸序列的核苷酸序列；e)編碼與SEQID NO:1具有至少90%序列同一性的氨基酸序列的核苷酸序列，當與目的異源多肽融合并在植物中表達時，所述氨基酸序列增加所述目的異源多肽積聚至所述植物的液泡；和f)編碼與SEQID NO:1具有至少95%序列同一性的多肽的氨基酸序列的核苷酸序列，當與目的異源多肽融合并在植物中表達時，所述多肽增加所述目的異源多肽積聚至所述植物的液泡。2.一種多肽，所述多肽由根據權利要求1所述的核酸分子編碼。3.—種表達盒，其包含驅動在植物或植物細胞中表達的啟動子，所述啟動子有效連接至編碼目的異源多肽的多核苷酸，所述多核苷酸有效連接至根據權利要求1所述的核酸分子。4.根據權利要求3所述 的表達盒，其...

【專利技術屬性】
技術研發人員：VC克雷恩，N亞爾帕尼，J桑達爾，
申請(專利權)人：先鋒國際良種公司，
類型：
國別省市：