ES2252964T3 - Promotores preferidos de semillas. - Google Patents

Promotores preferidos de semillas.

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ES2252964T3
ES2252964T3 ES99941191T ES99941191T ES2252964T3 ES 2252964 T3 ES2252964 T3 ES 2252964T3 ES 99941191 T ES99941191 T ES 99941191T ES 99941191 T ES99941191 T ES 99941191T ES 2252964 T3 ES2252964 T3 ES 2252964T3
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ES99941191T
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Susan J. Martino-Catt
Kathryn K. Lappegard
Xun Wang
Benjamin A. Bowen
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Pioneer Hi Bred International Inc
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Abstract

Un promotor aislado que es capaz de dirigir la transcripción de un modo preferido de semillas, donde dicho promotor comprende (a) la secuencia de nucleótidos expuesta en SEC.ID.Nº 1 ó 7; o (b) una secuencia que tiene al menos un 60% de identidad de secuencia con SEC.ID.Nº 1 ó 7, donde el % de identidad de secuencia con SEC.ID.Nº 1 ó 7, se basa en la secuencia completa de SEC.ID.Nº 1 ó 7 y se determina por análisis con GAP versión 10 usando parámetros por defecto; o (c) una secuencia que hibrida con SEC.ID.Nº 7, en condiciones rigurosas; o (d) un ácido nucleico complementario a un ácido nucleico de (a), (b) o (c).

Description

Promotores preferidos de semillas.
Campo de la invención
La presente invención se refiere al campo de la biología molecular de plantas, más particularmente a la regulación de la expresión génica en plantas.
Antecedentes de la invención
La expresión de secuencias de ADN heterólogas en un hospedador vegetal depende de la presencia de un promotor unido de manera operativa que es funcional en el hospedador vegetal. La elección de la secuencia promotora determinará cuándo y dónde, en el organismo, se expresa la secuencia de ADN heteróloga. Cuando se desea la expresión continua en todas las células de una planta, se utilizan promotores constitutivos. Por el contrario, cuando se desea la expresión génica en respuesta a un estimulo, los promotores inducibles son el elemento regulador de elección. Cuando se desea la expresión en tejidos u órganos específicos, pueden usarse promotores específicos de tejido. Es decir, pueden dirigir la expresión en tejidos u órganos específicos. Dichos promotores específicos de tejido pueden ser constitutivos o inducibles. En cualquier caso, pueden incluirse secuencias reguladoras adicionales cadena arriba y/o cadena abajo de la secuencia promotora central en construcciones de expresión de vectores de transformación para provocar niveles variados de expresión de secuencias de nucleótidos heterólogas en una planta transgénica.
Frecuentemente, es deseable tener una expresión constitutiva o inducible de una secuencia de ADN en tejidos u órganos particulares de una planta. Por ejemplo, el valor nutricional aumentado de una planta puede conseguirse por manipulación genética del genoma de la planta para que comprenda un promotor preferido de semillas unido de manera operativa a un gen heterólogo de modo que se produzcan proteínas con contenido de aminoácidos potenciados en la semilla de la planta.
Como alternativa, puede ser deseable inhibir la expresión de una secuencia de ADN nativa en un tejido de la planta para conseguir un fenotipo deseado. En este caso, dicha inhibición puede conseguirse con transformación de la planta para que comprenda un promotor específico de tejido unido de manera operativa a una secuencia de nucleótidos antisentido, de modo que la expresión de la secuencia antisentido produzca un trascrito de ARN que impida la traducción del ARNm de la secuencia de ADN nativa.
El desarrollo de semillas implica embriogénesis y sucesos de maduración así como procesos de adaptación fisiológica que suceden en la semilla para asegurar la supervivencia de la progenie. Las semillas vegetales en desarrollo acumulan y almacenan carbohidratos, lípidos, y proteínas que se usan posteriormente durante la germinación. La expresión de genes de proteínas de almacenamiento en semillas sucede principalmente en el eje embrionario y cotiledones y en el endosperma de semillas en desarrollo pero nunca en tejidos vegetativos maduros. Generalmente, los patrones de expresión de proteínas de semilla están altamente regulados. Esta regulación incluye la regulación espacial y temporal durante el desarrollo de la semilla. Se acumulan y se descomponen una diversidad de proteínas durante la embriogénesis y el desarrollo de la semilla y proporcionan un excelente sistema para investigar diferentes aspectos de la regulación génica así como para proporcionar secuencias reguladoras para su uso en manipulación genética de plantas.
Por tanto, el aislamiento y caracterización de promotores preferidos de semillas que pueden servir como regiones reguladoras para la expresión de secuencias de nucleótidos heterólogas de interés de un modo preferido de semillas son necesarios para la manipulación genética de plantas.
Sumario de la invención
Un objeto de la presente invención es proporcionar una nueva secuencia de nucleótidos para modular la expresión génica en una planta.
Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un promotor aislado capaz de dirigir la trascripción de un modo preferido de semillas.
Un objeto adicional de la presente invención es proporciona un método de control mejorado de un producto endógeno o exógeno en la semilla de una planta transformada.
Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un método para proporcionar cambios útiles en el fenotipo de una semilla de una planta transformada.
Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un método para producir un nuevo producto en la semilla de una planta transformada.
Un objeto adicional de la presente invención en proporcionar un método para producir una nueva función en la semilla de una planta transformada.
Por lo tanto, en un aspecto, la presente invención se refiere a:
un promotor aislado capaz de dirigir la trascripción de un modo preferido de semillas, donde dicho promotor comprende:
(a)
la secuencia de nucleótidos espuesta en SEC.ID.Nº 1 ó 7; o
(b)
una secuencia que tiene al menos un 60% de identidad de secuencia con SEC.ID.Nº 1 ó 7, donde el% de identidad de secuencia con SEC.ID.Nº 1 ó 7 se basa en la secuencia completa de SEC.ID.Nº 1 ó 7 y se determina por análisis con GAP versión 10 usando parámetros por defecto; o
(c)
una secuencia que hibrida con SEC.ID.Nº 7, en condiciones rigurosas; o
(d)
un ácido nucleico complementario al ácido nucleico de (a), (b) o (c).
En otros aspectos, la presente invención se refiere a casetes de expresión que comprenden el promotor unido de manera operativa a una secuencia de nucleótidos, vectores que contienen el casete de expresión, y plantas transformadas de manera estable con al menos un casete de expresión.
En un aspecto adicional, la presente invención se refiere a un método para modular la expresión en la semilla de una planta transformada de manera estable que comprende las etapas de (a) transformar una célula vegetal con un casete de expresión que comprende el promotor de la presente invención unido de manera operativa a al menos una secuencia de nucleótidos; (b) hacer crecer la célula vegetal en condiciones de crecimiento vegetal y (c) regenerar una planta transformada de manera estable a partir de la célula vegetal donde la expresión de la secuencia de nucleótidos altera el fenotipo de la semilla.
Se proporcionan composiciones y métodos para regular la expresión de secuencias de nucleótidos heterólogas en una planta. Las composiciones son nuevas secuencias de nucleótidos para promotores vegetales preferidos de semillas, más particularmente regiones de inicio de la trascripción aisladas de los genes vegetales Cim1 (mensaje inducido por citoquinina); cZ19B1 (zeína de 19 KDa de maíz); y mi1ps (mio-inositol-1-fosfato sintasa). Se proporciona un método para expresar una secuencia de nucleótidos heteróloga en una planta usando las secuencias de inicio de la transcripción descritas en este documento. El método comprende transformar una célula vegetal con un vector de transformación que comprende una secuencia de nucleótidos heteróloga unida de manera operativa a uno de los promotores vegetales de la presente invención y regenerar una planta transformada de manera estable a partir de la célula vegetal transformada. De este modo, las secuencias promotoras son útiles para controlar la expresión de productos endógenos así como exógenos de un modo preferido de semillas.
Cadena abajo de y bajo la regulación del inicio de la transcripción de la region específica de semillas habrá una secuencia de interés que proporcionará la modificación del fenotipo de la semilla. Dicha modificación incluye la modulación de la producción de un producto endógeno, como la cantidad, distribución relativa, o similares, o producción de un producto de expresión exógeno para proporcionar una nueva función o producto en la semilla.
Descripción detallada de la invención
De acuerdo con la invención, se proporcionan construcciones de nucleótidos que permiten el inicio de la transcripción en semillas. Las construcciones de la invención comprenden regiones de inicio de la transcripción reguladas asociadas con la formación de semillas y tejidos de semilla. Por tanto, las composiciones de la presente invención comprenden nuevas secuencias de nucleótidos para promotores vegetales, más particularmente promotores preferidos de semillas para los genes Cim 1 (mensaje inducido por citoquinina); cZ19B1 (zeína de 19 KDa de maíz); mi1ps (mio-inositol-1-fosfato sintasa).
Los promotores para estos genes pueden aislarse a partir de la region 5’ no traducida que flanquea sus sitios de inicio de la transcripción respectivos. Los métodos para el aislamiento de regiones promotoras son bien conocidos en la técnica. Por "aislado" se entiende que las secuencias promotoras pueden extraerse por técnicas moleculares o sintetizarse por un medio químico. En cualquier caso, el promotor se retira de al menos una de sus secuencias flanqueantes en su estado nativo. Las secuencias para las regiones promotoras se exponen como se ha indicado anteriormente.
Los métodos están fácilmente disponibles en la técnica para la hibridación de secuencias de ácido nucleico. Las secuencias promotoras de otras plantas pueden aislarse de acuerdo con técnicas bien conocidas basadas en su homología de secuencia con las secuencias promotoras expuestas en este documento. En estas técnicas, toda o parte de la secuencia promotora conocida se usa como sonda que hibrida selectivamente con otras secuencias presentes en una población de fragmentos de ADN genómico clonados (es decir, bibliotecas genómicas) a partir de un organismo elegido.
Por ejemplo, la secuencia promotora completa o partes de la misma pueden usarse como sondas capaces de hibridar de manera específica con secuencias promotoras correspondientes. Para conseguir la hibridación específica en una diversidad de condiciones, dichas sondas incluyen secuencias que son únicas y son preferiblemente de al menos aproximadamente 10 nucleótidos de longitud, y más preferiblemente de al menos aproximadamente 20 nucleótidos de longitud. Dichas sondas pueden usarse para amplificar secuencias promotoras correspondientes a partir de un organismo elegido por el proceso bien conocido de reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Esta técnica puede usarse para aislar secuencias promotoras adicionales a partir de un organismo deseado o como ensayo de diagnostico para determinar la presencia de la secuencia promotora en un organismo.
Dichas técnicas incluyen exploración por hibridación de bibliotecas de ADN sembradas en placas (placas o colonias; véase, por ejemplo Innis et al. (1990) PCR Protocols, A Guide to Methods and Applications, eds., Academia Press).
Los términos "condiciones rigurosas" o "condiciones de hibridación rigurosa" incluyen referencia a condiciones en las que una sonda hibridará con su secuencia diana, a un grado detectablemente superior que otras secuencias (por ejemplo, al menos 2 veces por encima de la de fondo). Las condiciones rigurosas son dependientes de secuencia y serán diferentes en diferentes circunstancias. Controlando la rigurosidad de las condiciones de hibridación y/o lavado, pueden identificarse secuencias diana que son un 100% complementarias a la sonda (sondeo homólogo). Como alternativa, pueden ajustarse las condiciones de rigurosidad para permitir alguna falta de coincidencia en secuencias de modo que se detecten grados más bajos de similitud (sondeo heterólogo). Generalmente, una sonda es de menos de 1000 nucleótidos de longitud, preferiblemente de menos de 500 nucleótidos de longitud.
Típicamente, las condiciones rigurosas serán aquellas en las que la concentración salina es de menos de aproximadamente 1,5 M de iones Na, típicamente aproximadamente de 0,01 a 1,0 M de concentración de iones Na (u otras sales) a un pH de 7,0 a 8,3 y la temperatura es de al menos aproximadamente 30ºC para sondas cortas (por ejemplo, de 10 a 50 nucleótidos) y al menos aproximadamente 60ºC para sondas largas (por ejemplo, de más de 50 nucleótidos). Las condiciones rigurosas también pueden conseguirse con la adición de agentes desestabilizantes tales como formamida. Las condiciones de rigurosidad baja de ejemplares incluyen hibridación con una solución tampón de formamida del 30 al 35%, NaCl 1 M, SDS al 1% (dodecil sulfato sódico) a 37ºC, y un lavado en 1X a 2X SSC (20X SSC = NaCl 3,0 M/citrato trisódico 0,3 M) de 50 a 55ºC. Las condiciones de rigurosidad moderada ejemplares incluyen hibridación en formamida del 40 al 45%, NaCl 1 M, SDS al 1% a 37ºC, y un lavado en 0,5X a 1X SSC de 55 a 60ºC. Las condiciones de rigurosidad alta ejemplares incluyen hibridación en formamida al 50%, NaCl 1 M, SDS al 1% a 37ºC, y un lavado en 0,1X SSC de 60 a 65ºC. Los tiempos de hibridación pueden variar de aproximadamente cuatro horas a aproximadamente dieciséis horas y no definen la rigurosidad del protocolo.
La especificidad típicamente es la función de los lavados después de la hibridación, siendo los factores críticos la fuerza iónica y temperatura de la solución de lavado final. Para híbridos ADN-ADN, la T_{m} puede aproximarse a partir de la ecuación de Meinkoth y Wahl, Anal. Biochem., 138: 267-284 (1984): T_{m} = 81,5ºC + 16,6 (log M) + 0,41 (% GC) -0,61 (% form) -500/L; donde M es la molaridad de cationes monovalentes,% GC es el porcentaje de nucleótidos de guanosina y citosina en el ADN,% form es el porcentaje de formamida en la solución de hibridación, y L es la longitud del híbrido en pares de bases. La T_{m} es la temperatura (a fuerza iónica y pH definidos) a la que el 50% de una secuencia diana complementaria hibrida con una sonda que coincide perfectamente. T_{m} se reduce en aproximadamente 1ºC por cada 1% de falta de coincidencia; por tanto, T_{m,} las condiciones de hibridación y/o lavado pueden ajustarse para hibridar con secuencias de la identidad deseada. Por ejemplo, si se buscan secuencias con >90% de identidad, la T_{m} puede disminuirse 10ºC. Generalmente, las condiciones rigurosas se seleccionan para que sean aproximadamente 5ºC por debajo del punto de fusión térmico (T_{m}) para la secuencia específica y su complementaria a una fuerza iónica y pH definidos. Sin embargo, las condiciones tremendamente rigurosas pueden utilizar una hibridación y/o lavado a 1, 2, 3, ó 4ºC por debajo del punto de fusión térmico (T_{m}); las condiciones de rigurosidad moderada pueden utilizar una hibridación y/o lavado a 6, 7, 8, 9, ó 10ºC por debajo del punto de fusión térmico (T_{m}); las condiciones de rigurosidad baja pueden utilizar una hibridación y/o lavado a 11, 12, 13, 14, 15, ó 20ºC por debajo del punto de fusión térmico (T_{m}). Usando la ecuación, las composiciones de hibridación y lavado, y T_{m} deseados, los especialistas entenderán que se describen de manera inherente las variaciones en la rigurosidad de las soluciones de hibridación y/o lavado. Para propósitos de definición de la invención, las condiciones rigurosas serán las que incluyen un lavado a aproximadamente 5ºC por debajo del punto de fusión térmico (T_{m}) para la secuencia específica y su complementaria y a una fuerza iónica y pH definidos. Si el grado deseado de falta de coincidencia provoca una T_{m} por debajo de 45ºC (solución acuosa) o 32ºC (solución de formamida) se prefiere aumentar la concentración de SSC de modo que pueda usarse una temperatura más alta. Se encuentra una directriz amplia acerca de la hibridación de ácidos nucleicos en Tijssen, Laboratory Techniques in Biochemistry and Molecular Biology - Hybridization with Nucleic Acid Probes, Parte I, Capítulo 2 "Overview of principles of hybridization and the strategy of nucleic acid probe assays", Elsevier, Nueva York (1993); y Current Protocols in Molecular Biology, Capítulo 2, Ausubel, et al., Eds., Greene Publishing and Wiley-Interscience, Nueva York (1995). Véase Sambrook et al. (1989) Molecular Cloning: A Laboratory Manual (2a ed. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, N.Y.). En general, las secuencias que corresponden a secuencias promotoras de la invención e hibridan con la secuencia promotora descrita en este documento serán al menos un 50% homólogas, un 70% homólogas, e incluso un 85% homólogas o más con las secuencias descritas. Es decir, la similitud de secuencia de las secuencias puede variar, compartiendo al menos aproximadamente un 50%, aproximadamente un 70%, e incuso un 85% de similitud de
secuencia.
Las regiones promotoras de la invención pueden aislarse de cualquier planta, incluyendo, aunque sin limitación maíz (Zea mays), Brassica que no son verdura (Brassica napus, Brassica rapa ssp.), alfalfa (Medicago sativa), arroz (Oryza sativa), centeno (Secale cereale), sorgo (Sorghum bicolor, Sorghum vulgare), girasol (Helianthus annuus), trigo (Triticum aestivum), soja (Glycine max), tabaco (Nicotiana tabacum), patata (Solanum tuberosum), cacahuete (Arachis hypogaea), algodón (Gossypium hirsutum), batata (Ipomoea batatus), yuca (Manihot esculenta), café (Cofea spp.), coco (Cocos nucifera), piña (Ananas comosus), árboles cítricos (Citrus spp.), cacao (Theobroma cacao), té (Camellia sinensis), plátano (Musa spp.), aguacate (Persea americana), higo (Ficus casica), guayaba (Psidium guajava), mango (Mangifera indica), aceituna (Olea europaea), avena, cebada, verduras, ornamentales, y coníferas. Preferiblemente, las plantas incluyen maíz, soja, girasol, cártamo, Brassica, trigo, cebada, centeno, alfalfa, y
sorgo.
La secuencia codificante expresada por los promotores de la invención puede usarse para variar el fenotipo de las semillas. Son de interés diversos cambios en el fenotipo incluyendo la modificación de la composición de ácidos grasos en semillas, alteración del perfil de almidón o carbohidratos, alteración del contenido de aminoácidos de la semilla, y similares. Estos resultados pueden conseguirse proporcionando la expresión de productos heterólogos o la expresión aumentada de productos endógenos en semillas. Como alternativa, los resultados pueden conseguirse proporcionando una reducción de la expresión de uno o más productos endógenos, particularmente enzimas o cofactores en la semilla. Estos cambios provocan un cambio en el fenotipo de la semilla transformada.
Los genes de interés incluyen, generalmente, los implicados en el metabolismo de aceites, almidón, carbohidratos o nutrientes, así como los que afectan al tamaño del grano, carga de sacarosa y similares.
Las categorías generales de genes de interés para los propósitos de la presente invención incluyen, por ejemplo, los genes implicados en la información, tal como dedos de cinc, los implicados en la comunicación, tal como quinasas, y los implicados en gestiones internas, tal como proteínas de choque térmico. Las categorías más específicas de transgenes, por ejemplo, incluyen genes que codifican rasgos importantes para la agronomía, resistencia a insectos, resistencia a enfermedades, resistencia a herbicidas, y características del grano. Se reconoce que cualquier gen de interés puede unirse de manera operativa al promotor de la invención y expresarse en la semilla.
Los rasgos agronómicamente importantes tales como contenido de aceite, almidón y proteínas pueden alterarse genéticamente además del uso de los métodos de cruce tradicionales. Las modificaciones incluyen aumentar el contenido de ácido oleico, aceites saturados e insaturados, aumentar los niveles de lisina y azufre y proporcionar aminoácidos esenciales, y también la modificación de almidón. Las modificaciones de la proteína hordiotionina se describen en los documentos de Estados Unidos con Nº de serie 08/838.763 presentado en 10 de abril de 1997 (patente de Estados Unidos Nº 5.990.389); 08/824.379 presentado el 26 de marzo de 1997 (patente de Estados Unidos Nº 5.885.801); y 08/824.382 presentado el 26 de marzo de 1997 (patente de Estados Unidos Nº 5.885.802). Otro ejemplo es una proteína de semilla rica en lisina y/o azufre codificada por la albúmina 2S de soja descrita en documento de Estados Unidos Nº de serie 08/618.911 presentado el 20 de marzo de 1996 (documento WO97/35023), y el inhibidor de quimiotripsina de cebada, Williamson et al. (1987) Eur. J. Biochem. 165:99-106. Los derivados de los siguientes genes pueden hacerse por mutagénesis dirigida de sitio para aumentar el nivel de aminoácidos preseleccionados en el polipéptido codificado. Por ejemplo, el gen que codifica el polipéptido con alto contenido en lisina de cebada (BHL), se obtiene del inhibidor de quimiotripsina de cebada, documento de Estados Unidos Nº de serie 08/740.682 presentado el 1 de noviembre de 1996 y el documento PCT/US97/20441 presentado el 31 de octubre de 1997, (documento WO98/20133). Otras proteínas incluyen proteínas vegetales ricas en meteonina tales como de la semilla del girasol (Lilley et al. (1989) Proceedings of the World Congress on Vegetable Protein Utilization in Human Foods and Animal Feedstuffs; Applewhite, H. (ed.); American Oil Chemists Soc., Champaign, IL: 497502), maíz (Pedersen et al. (1986) J. Biol. Chem. 261: 6279; Kirihara et al. (1988) Gene 71: 359) y arroz (Musumura et al. 1989) Plant Mol. Biol. 12: 123). Otros genes agronómicamente importantes codifican látex, Floury 2, factores de crecimiento, factores de almacenamiento en la semilla y factores de transcripción.
Los rasgos agronómicos en las semillas se pueden mejorar alterando la expresión de genes que afectan a la respuesta del crecimiento y desarrollo de la semilla durante estrés medioambiental, Cheikh-N et al (1994) Plant Physiol. 106 (1): 45-51) y genes que controlan el metabolismo de carbohidratos para reducir el malogro del grano en el maíz, Zinselmeier et al (1995) Plant Physiol. 107(2): 385-391.
Los genes de resistencia a insectos pueden codificar resistencia a plagas que tienen gran resistencia de producción tales como el gusano de la raíz, la oruga cortadora, el Barrenador Europeo del Maíz, y similares. Dichos genes incluyen, por ejemplo, genes de la endotoxina de Bacillus thuringiensis (Patentes de Estados Unidos Nº 5.366.892; 5.747.450; 5.737.514; 5.723.756; Geiser et al. (1986) Gene 48: 109); lectinas (Van Damme et al. (1994) Plant Mol. Biol. 24: 825); y similares.
Los genes que codifican rasgos de resistencia a enfermedades pueden incluir genes de destoxificación, tales como frente a fumonosina (Solicitud de Patente Nº 08/484.815 presentada el 7 de junio de 1995); genes de resistencia a virulencia (avr) y enfermedad (R) (Jones et al. (1994) Science 266: 789; Martin et al. (1993) Science 262: 1432; Mindrinos et al. (1994) Cell 78: 1089; y similares.
La calidad del grano se refleja en rasgos tales como nivel y tipos de aceite, saturados e insaturados, calidad y cantidad de aminoácidos esenciales, y niveles de celulosa. En el maíz, las proteínas hordotionina modificadas, descritas en los documentos de Estados Unidos Nº de serie 08/838.763 (Patente de Estados Unidos Nº 5.990.389) presentado el 10 de abril de 1997; 08/824.379 presentado el 26 de marzo de 1997 (Patente de Estados Unidos Nº 5.885.801); y 08/824.382 presentado el 26 de marzo de 1997 (Patente de Estados Unidos Nº 5.885.802) proporcionan descripciones de modificaciones de proteínas para propósitos deseados.
Los rasgos comerciales también pueden codificarse en un gen o genes que podrían alterar o aumentar por ejemplo, el almidón para la producción de papel, tejidos y etanol, y proporcionar la expresión de proteínas con otros usos comerciales. Otro uso comercial importante de plantas transformadas es la producción de polímeros y bioplásticos tales como los descritos en la Patente de Estados Unidos Nº 5.602.321 presentada el 11 de febrero de 1997. Los genes tales como \beta-cetotiolasa, PHBasa (polihidroxibutirato sintasa), acetoacetil-CoA reductasa (véase, Schubert et al. (1988) J. Bacteriol 170(12):5837-5847) facilitan la expresión de polihidroxialcanoatos (PHA).
Los productos exógenos incluyen enzimas vegetales y productos así como los de otras fuentes incluyendo procariotas y otras eucariotas. Dichos productos incluyen enzimas, cofactores, hormonas, y similares. Puede aumentarse el nivel de proteínas de la semilla, particularmente proteínas de semilla modificadas que tienen una distribución de aminoácidos mejorada para mejorar el valor nutricional de la semilla. Esto se consigue por la expresión de dichas proteínas que tienen un contenido de aminoácidos potenciado.
Como se ha observado, la secuencia de nucleótidos heteróloga unida de manera operativa a uno de los promotores descritos en este documento puede ser una secuencia antisentido para un gen diana. Por "secuencia de nucleótidos de ADN antisentido" se entiende una secuencia que está en una orientación inversa a la orientación 5'-a-3' normal de esa secuencia de nucleótidos. Cuando se suministra a una célula vegetal, la expresión de la secuencia de ADN antisentido evita la expresión normal de la secuencia de nucleótidos de ADN para el gen diana. La secuencia de nucleótidos antisentido codifica un transcrito de ARN que es complementario a y capaz de hibridar con el ARN mensajero endógeno (ARNm) producido por transcripción de la secuencia de nucleótidos de ADN para el gen diana. En este caso, la producción de la proteína nativa codificada por el gen diana se inhibe para conseguir una respuesta fenotípica deseada. Por tanto, las secuencias promotoras descritas en este documento pueden unirse de manera operativa a secuencias de ADN antisentido para reducir o inhibir la expresión de una proteína nativa de la semilla vegetal.
Por "promotor" o "región del inicio de la transcripción" se entiende una región reguladora de ADN que comprende habitualmente una caja TATA capaz de dirigir la ARN polimerasa II para que inicie la síntesis del ARN en el sitio de inicio de la transcripción apropiado para una secuencia codificante particular. Un promotor puede comprender adicionalmente otras secuencias de reconocimiento generalmente colocadas cadena arriba o 5’ de la caja TATA, mencionadas como elementos promotores cadena arriba, que influyen en la velocidad del inicio de la transcripción. Se reconoce que teniendo identificadas las secuencias de nucleótidos para las regiones promotoras descritas en este documento, pertenecen al objetivo de la técnica aislar e identificar elementos reguladores adicionales en la región no traducida 5’ cadena arriba de las regiones promotoras particulares identificadas en este documento. Por tanto, las regiones promotoras descritas en este documento generalmente se definen adicionalmente porque comprenden elementos reguladores cadena arriba tales como los responsables de la expresión tisular y temporal de la secuencia codificante, potenciadotes y similares. Del mismo modo, los elementos promotores que posibilitan la expresión en el tejido deseado tales como la semilla, pueden identificarse, aislarse, y usarse con otros promotores centrales para confirmar la expresión preferida de semillas.
Las secuencias reguladoras de la presente invención, cuando se unen de manera operativa a una secuencia de nucleótidos heteróloga de interés y se insertan en un vector de transformación, posibilitan la expresión preferida de semillas de la secuencia de nucleótidos heteróloga en las semillas de una planta transformada de manera estable con este vector. Por "preferido de semillas" se entiende la expresión en la semilla, incluyendo al menos uno de embrión, grano, pericarpo, endosperma, nucelo, aleurona, pedicelo, y similares.
Por "secuencia de nucleótidos heteróloga" se entiende una secuencia que no es de origen natural con la secuencia promotora. Aunque esta secuencia de nucleótidos es heteróloga a la secuencia promotora, puede ser homologa, o nativa, o heteróloga, o extraña, al hospedador vegetal.
Se reconoce que los promotores pueden usarse con sus secuencias codificantes nativas para aumentar o disminuir la expresión que provoca un cambio en el fenotipo en la semilla transformada.
Las secuencias promotoras aisladas de la presente invención pueden modificarse para proporcionar un intervalo de niveles de expresión de la secuencia de nucleótidos heteróloga. Por tanto, puede utilizarse menos de las regiones promotoras completas y se mantiene la capacidad de dirigir la expresión preferida de semillas. Sin embargo, se reconoce que los niveles de expresión de ARNm pueden disminuirse con deleciones de partes de las secuencias promotoras. Generalmente, al menos aproximadamente 20 nucleótidos de una secuencia promotora aislada se usarán para dirigir la expresión de una secuencia de nucleótidos.
Se reconoce que para aumentar los niveles de transcripción, pueden utilizarse potenciadotes en combinación con las regiones promotoras de la invención. Los potenciadotes son secuencias de nucleótidos que funcionan para aumentar la expresión de una región promotora. Los potenciadotes son conocidos en la técnica e incluyen la región potenciadora de SV40, el elemento potenciador 35S, y similares.
Las modificaciones de las secuencias promotoras aisladas de la presente invención pueden proporcionar un intervalo de expresión de la secuencia de nucleótidos heteróloga. Por tanto, pueden modificarse para ser promotores débiles o promotores fuertes. Generalmente, por "promotor débil" se entiende un promotor que dirige una expresión de una secuencia codificante aun nivel bajo. Por "nivel bajo" se entiende niveles de aproximadamente 1/10.000 transcritos a aproximadamente 1/100.000 transcritos a aproximadamente 1/500.000 transcritos. Por el contrario, un promotor fuerte dirige la expresión de una secuencia codificante a un nivel alto, o a aproximadamente 1/10 transcritos a aproximadamente 1/100 transcritos a aproximadamente 1/1.000.
Los fragmentos promotores, tales como los que se obtienen de mutagenesis dirigida de sitio, se incluyen por las composiciones de la presente invención.
Las variantes biológicamente activas de las secuencias promotoras también se incluyen por el método de la presente invención. Dichas variantes deben mantener la actividad promotora, particularmente la capacidad de dirigir la expresión en semilla o tejido de semilla. Las variantes biológicamente activas incluyen, por ejemplo, las secuencias promotoras nativas de la invención que tienen una o más sustituciones, deleciones o inserciones de nucleótidos. La actividad promotora puede medirse por análisis de transferencia de Northern, medidas de actividad informadora cuando e usan fusiones transcripcionales, y similares. Véase, por ejemplo, Sambrook et al. (1989) Molecular Cloning: A Laboratory Manual (2a ed. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, N.Y.).
Los siguientes términos se usan para describir las relaciones de secuencia entre dos o más ácidos nucleicos o polinucleotidos: (a) "secuencia de referencia", (b) "ventana de comparación", (c) "porcentaje de identidad de secuencia", y (d) "identidad sustancial".
(a) Como se usa en este documento, "secuencia de referencia" es una secuencia definida usada como base para la comparación de la secuencia. Una secuencia de referencia puede ser un subconjunto o la totalidad de una secuencia específica; por ejemplo, como segmento de una secuencia promotora de longitud completa, o la secuencia promotora completa.
(b) Como se usa en este documento, "ventana de comparación", hace referencia a un segmento contiguo y especificado de una secuencia polinucleotídica, donde la secuencia polinucleotídica puede compararse a una secuencia de referencia y donde la parte de la secuencia polinucleotídica en la ventana de comparación puede comprender adicciones o deleciones (es decir, huecos) en comparación con la secuencia de referencia (que no comprende adicciones o deleciones) para un alineamiento óptimo de las dos secuencias. Generalmente, la ventana de comparación es de al menos 20 nucleótidos contiguos de longitud y opcionalmente puede ser de 30, 40, 50, 100 o más nucleótidos contiguos de longitud. Los especialistas en la técnica entienden que para evitar un similitud alta a un a secuencia de referencia debido a la inclusión de huecos en la secuencia polionucleotidica, típicamente se introduce una penalización por hueco, y se sustrae de la cantidad de coincidencias.
Los métodos de alineamiento de secuencias para la comparación son bien conocidos en la técnica. El alineamiento óptimo de secuencias para la comparación puede realizarse por el algoritmo de alineamiento de homología de Needleman y Wunsch (1970) J. Mol. Biol. 48:443. La ejecución informatizada de este algoritmo incluye, aunque sin limitación GAP, y BLAST, en el paquete de software Wisconsin Genetics, Genetics Computer Group (GCG) (575 Science Drve, Madison, Wisconsin). Un ejemplo de la familia de programas BLAST, que puede usarse para buscar similitud de secuencia en bases de datos para los propósitos de esta invención, incluye el programa BLASTN para secuencias cuestión de nucleótidos frente al conjunto de datos de secuencia de nucleótidos. Véase, Ausubel et al., eds. (1995) Current Protocols in Molecular Biology, Capítulo 19 (Greene Publishing and Wiley-Interscience, Nueva York). El algoritmo de alineamiento de homología BLAST es útil para comparar fragmentos de la secuencia de nucleótidos o aminoácidos de referencia con secuencias de bases de datos públicas. Después es necesario aplicar un método para alinear la secuencia de referencia completa con las secuencias de la base de datos para establecer un porcentaje de identidad (en el caso de polinucleótidos) o un porcentaje de similitud (en el caso de polipéptidos). El algoritmo GAP es un método similar.
GAP usa el algoritmo de Needleman y Wunsh (J. Mol. Biol. 48: 443- 453, 1970) para hallar el alineamiento de dos secuencias completas que maximiza la cantidad de coincidencias y minimiza la cantidad de huecos. GAP considera todos los alineamientos posibles y posiciones de hueco y crea el alineamiento con la cantidad más grande de bases coincidentes y la menor cantidad de huecos. Esto tiene en cuenta la provisión de una penalización por creación de hueco y una penalización por extensión de hueco en unidades de bases coincidentes. GAP debe tener una ganancia de penalizaciones por creación de hueco en cantidad de coincidencias para cada hueco que inserta. Si se elige una penalización por extensión de hueco mayor de cero, GAP debe, además, obtener un beneficio para cada hueco insertado de la longitud del hueco por la penalización por extensión de hueco. Los valores de penalización por creación de hueco y los valores de penalización por extensión de hueco por defecto en el paquete de software de la versión 10 de Wisconsin Genetics para secuencias proteicas son 8 y 2, respectivamente. Para secuencias de nucleótidos la penalización por creación de hueco por defecto es 50 mientras que la penalización por extensión de hueco por defecto es 3. Las penalizaciones por creación de hueco y extensión de hueco pueden expresarse como un número entero seleccionado entre el grupo de números enteros compuesto por de 0 a 200. Por tanto, por ejemplo, las penalizaciones por creación de hueco y extensión de hueco pueden ser 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65 o superior.
GAP representa un miembro de la familia de mejores alineamientos. Puede haber muchos miembros de esta familia, pero ningún otro miembro tiene una calidad mejor. GAP muestra cuatro tipos de mérito para alineamientos: Calidad, Proporción, Identidad, y Similitud. La Calidad es la unidad métrica maximizada para alinear las secuencias. La Proporción es la calidad dividida por la cantidad de bases en el segmento más corto. El Porcentaje de Identidad es porcentaje de los símbolos que coinciden realmente. El Porcentaje de Similitud es el porcentaje de los símbolos que son similares. Los símbolos que están a través de los huecos se ignoran. Una similitud se valora cuando el valor de la matriz de valores para un par de símbolos es mayor o igual a 0,50, el umbral de similitud. La matriz de valores usada en la versión 10 del paquete de software Wisconsin Genetics es BLOSUM62 (véase Henikoff & Henikoff (1989) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89: 10915).
Salvo que se indique otra cosa, para propósitos de la invención, el método preferido para determinar el porcentaje de identidad de secuencia es por el algoritmo GAP versión 10 usando parámetros por defecto.
(c) Como se usa en este documento, "porcentaje de identidad de secuencia" significa el valor determinado por comparación de dos secuencias alineadas de manera óptima sobre una ventana de comparación, donde la parte de la secuencia polinucleotídica en la ventana de comparación puede comprender adiciones o deleciones (es decir, huecos) en comparación con la secuencia de referencia (que no comprende adiciones o deleciones) para un alineamiento óptimo de las dos secuencias. El porcentaje se calcula determinando la cantidad de posiciones en las que existe una base de ácido nucleico idéntica en ambas secuencias para producir la cantidad de posiciones coincidentes, dividiendo la cantidad de posiciones coincidentes por la cantidad total de posiciones en la ventana de comparación y multiplicando el resultado por 100 para producir el porcentaje de identidad de secuencia.
(d) El termino "identidad sustancial" de secuencias polinucleotídicas significa que un polinucleótido comprende una secuencia que tiene al menos un 70% de identidad de secuencia, preferiblemente al menos un 80%, más preferiblemente al menos un 90% y mucho más preferiblemente al menos un 95%, en comparación con una secuencia de referencia usando uno de los programas de alineamiento descritos usando parámetros convencionales.
Otra indicación de que las secuencias de nucleótidos son sustancialmente idénticas es si dos moléculas de ácido nucleico hibridan entre sí en condiciones rigurosas. Generalmente, las condiciones de temperatura rigurosas se seleccionan para que sean de 5ºC a 2ºC por debajo del punto de fusión (T_{m}) para la secuencia específica a una fuerza iónica y pH definidos. La desnaturalización o fusión de ADN sucede sobre un intervalo de temperatura estrecho y representa la alteración de la doble hélice en sus cadenas simples complementarias. El proceso habitualmente se caracteriza por la temperatura del punto medio de transición, T_{m}, que a veces se describe como la temperatura de fusión. Hay disponible fórmulas en la técnica para la determinación de temperaturas de fusión. Típicamente, las condiciones de lavado rigurosas son aquellas en las que la concentración salina es aproximadamente 0,02 molar a pH 7 y la temperatura es a 50, 55, ó 60ºC.
Las secuencias de nucleótidos para promotores preferidos de semillas descritos en la presente invención, así como variantes y fragmentos de los mismos, son útiles en la manipulación genética de cualquier planta cuando está unido de manera operativa a la secuencia de nucleótidos heteróloga cuya expresión se quiere controlar para conseguir una respuesta fenotípica deseada. Por "unido de manera operativa" se entiende que la transcripción o traducción de la secuencia de nucleótidos heteróloga está bajo la influencia de la secuencia promotora. De este modo, las secuencias de nucleótidos para los promotores de la invención pueden proporcionarse en casetes de expresión junto con secuencias de nucleótidos heterólogas para la expresión en la planta de interés, más particularmente en la semilla de la
planta.
Dichos casetes de expresión comprenderán una región de inicio de la transcripción que comprende una de las secuencias de nucleótidos promotoras de la presente invención, o variantes o fragmentos de las mismas, unidas de manera operativa a la secuencia de nucleótidos cuya expresión se quiere controlar por los promotores preferidos de semillas descritos en este documento. Dicho casete de expresión se proporciona con un pluralidad de sitios de restricción para la inserción de la secuencia de nucleótidos a estar bajo el control de la regulación transcripcional de las regiones reguladoras, el casete de expresión puede contener adicionalmente genes marcadores de selección.
El casete de expresión incluirá en dirección 5'-a-3' de la transcripción, una región de inicio de la transcripción y la traducción, una secuencia de nucleótidos heteróloga de interés, y una región de terminación de la transcripción y la traducción funcional en plantas. La región de terminación puede ser nativa para la región de inicio de la transcripción que comprende uno de las secuencias de nucleótidos promotoras de la presente invención, puede ser nativa para la secuencia de ADN de interés, o puede obtenerse de otra fuente. Las regiones de terminación adecuadas están disponibles del plásmido Ti de A. tumefaciens, tal como las regiones de terminación de la octopina sintasa y opalina sintasa. Véase también, Guerineau et al. (1991) Mol. Gen. Genet. 262: 141-144; Proudfoot (1991) Cell 64: 671-674; Sanfacon et al. (1991) Genes Dev. 5: 141-149; Mogen et al. (1990) Plant Cell 2: 1261-1272; Munroe et al. (1990) Gene 91: 151-158; Ballas et al. (1989) Nucleic Acids Res. 17: 7891-7903; Joshi et al. (1987) Nucleic Acid Res. 15: 9627-9639.
El casete de expresión que comprende la secuencia promotora de la presente invención unida de manera operativa a una secuencia de nucleótidos heteróloga también puede contener al menos un secuencia de nucleótidos adicional para un gen a co-transformar en el organismo. Como alternativa, la secuencia o secuencias adicionales pueden proporcionarse en otro casete de expresión.
Cuando es apropiado, la secuencia de nucleótidos heteróloga cuya expresión se quiere poner bajo el control de la secuencia promotora de la presente invención y cualquier secuencia o secuencias de nucleótidos adicionales puede optimizarse para la expresión aumentada en la planta transformada. Por tanto, estas secuencias de nucleótidos pueden sintetizarse usando codones preferidos por las plantas para expresión mejorada. Hay métodos disponibles en la técnica para sintetizar secuencias de nucleótidos preferidas de plantas. Véase, por ejemplo las Patentes de Estados Unidos Nº 5.380.831 y 5.436.391, y Murray et al. (1989) Nucleic Acids Res. 17: 477-498, incorporado en este documento como referencia.
Se conocen modificaciones de secuencia adicionales para potenciar la expresión génica en un hospedador celular. Estas incluyen la eliminación de secuencias que codifican señales de poliadenilación falsas, repeticiones tipo transposón, y otras secuencias bien caracterizadas que pueden ser nocivas para la expresión génica. El contenido en G-C de la secuencia de nucleótidos heteróloga puede ajustarse a niveles medios para un hospedador celular dado, calculados por referencia a genes conocidos expresados en la célula hospedadora. Cuando es posible, la secuencia se modifica para evitar estructuras de ARNm secundarias en horquilla previstas.
Los casetes de expresión pueden contener adicionalmente secuencias líder 5’ en la construcción del casete de expresión. Dichas secuencias líder pueden funcionar para potenciar la traducción. Los líderes de traducción son conocidos en la técnica e incluyen: líderes de picornavirus, por ejemplo, el líder de EMCV (región no codificante 5’ de la Encefalomiocarditis) (Elroy-Stein et al. (1989) Proc. Nat. Acad Sci. USA 86: 6126-6130); líderes de potivirus, por ejemplo, el líder de TEV (el Virus del Grabado del Tabaco) (Allison et al. (1986)); el líder de MDMV (Virus del Mosaico Enano del Maíz) (Virology 154: 9-20); proteína de unión a la cadena pesada de la inmunoglobulina humana (BiP) (Macejak et al. (1991) Nature 353: 90-94); el líder non traducido del ARNm de la proteína de cubierta del virus del mosaico de la alfalfa (AMV RNA 4) (Jobling et al. (1987) Nature 325: 622-625); el líder del virus del mosaico del tabaco (TMV) (Gallie et al. (1989) Molecular Biology of RNA, páginas 237-256); y el líder del virus del moteado clorótico del maíz (MCMV) (Lommel et al. (1991) Virology 81: 382385). Véase también Della-Cioppa et al. (1987) Plant Physiology 84: 965-968. También pueden utilizarse otros métodos que se sabe que potencian la traducción y/o estabilidad del ARNm, por ejemplo, intrones, y similares.
En aquellos casos en los que es deseable tener el producto expresado de la secuencia de nucleótidos heteróloga dirigida a una organela particular, particularmente el plástido, amiloplasto o vacuola, o retículo endoplásmico, o secretado en la superficie celular o de manera extracelular, el casete de expresión puede comprender adicionalmente una secuencia codificante para un péptido de tránsito. Dichos péptidos de tránsito son bien conocidos en la técnica e incluyen, auque sin limitación, el péptido de tránsito para la proteína vehículo de acilo, la subunidad pequeña de la RUBISCO, EPSP sintasa vegetal, y similares.
En la preparación del casete de expresión, pueden manipularse los diversos fragmentos de ADN, de modo que se proporcionen secuencias de ADN en la orientación apropiada y, cuando es apropiada, en la pauta de lectura abierta apropiada. Hacia este fin, pueden emplearse adaptadores o enlazadores para unir los fragmentos de ADN o pueden implicarse otras manipulaciones para proporcionar los sitios de restricción convenientes, la retirada de ADN superfluo, la retirada de sitios de restricción, o similares. Para este propósito, pueden implicarse mutagénesis in vitro, reparación de cebador, restricción, hibridación, re-sustituciones, por ejemplo, transiciones y transversiones.
Pueden incluirse genes informadores o genes marcadores de selección en los casetes de expresión. Pueden encontrarse ejemplos de genes informadores conocidos en la técnica en, por ejemplo, Jefferson et al. (1991) en Plant Molecular Biology Manual, ed. Gelvin et al. (Kluwer Academic Publishers), páginas 1-33; DeWet et al. (1987) Mol. Cell. Biol. 7: 725-737; Goff et al. (1990) EMBO J. 9: 2517-2522; Kain et al. (1995) BioTechniques 19: 650-655; y Chiu et al. (1996) Current Biology 6: 325-330.
Los genes marcadores de selección de células o tejidos transformados pueden incluir genes que confieren resistencia a antibióticos o resistencia a herbicidas. Los ejemplos de genes marcadores de selección incluyen, aunque sin limitación, genes que codifican resistencia a cloranfenicol (Herrera Estrella et al. (1983) EMBO J. 2: 987-992); metotrexato (Herrera Estrella et al. (1983) Nature 303: 209-213; Meijer et al. (1991) Plant Mol. Biol. 16: 807-820); higromicina (Waldron et al. (1985) Plant Mol. Biol. 5: 103-108; Zhijian et al. (1995) Plant Science 108: 219-227); estreptomicina (Jones et al. (1987) Mol. Gen. Genet. 210: 86-91); espectinomicina (Bretagne-Sagnard et al. (1996) Transgenic Res. 5: 131-137); bleomicina (Hille et al. (1990) Plant Mol. Biol. 7: 171-176); sulfonamida (Guerineau et al. (1990) Plant Mol. Biol. 15: 127-136); bromoxinil (Stalker et al. (1988) Science 242: 419-423); glifosato (Shaw et al. (1986) Science 233: 478-481); fosfinotricina (DeBlock et al. (1987) EMBO J. 6: 2513-2518).
Otros genes que podría servir de utilidad en la recuperación de sucesos transgénicos pero podría no ser necesario en el producto final incluirían, aunque sin limitación, ejemplos tales como GUS (glucoronidasa; Jefferson (1987) Plant Mol. Biol. Rep. 5: 387), GFP (proteína fluorescente verde; Chalfie et al. (1994) Science 263: 802), luciferasa (Riggs et al. (1987) Nucleic Acids Res. 15 (19): 8115; Luehrsen et al. (1992) Methods Enzymol. 216: 397-414) y los genes del maíz que codifican producción de antocianina (Ludwig et al. (1990) Science 247: 449).
Los protocolos de transformación, así como protocolos para introducir secuencias de nucleótidos en plantas pueden variar dependiendo del tipo de planta o célula vegetal, es decir, monocotiledónea o dicotiledónea, marcada para la transformación. Los métodos adecuados para introducir secuencias de nucleótidos en células vegetales y su posterior inserción en el genoma vegetal incluyen microinyección (Crossway et al. (1986) Biotechniques 4: 320-334), electroporación (Riggs et al. (1986) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 83: 5602-5606), transformación mediada por Agrobacterium (Townsend et al., Patente de Estados Unidos Nº 5.563.055; Zhao et al documento WO US98/01268), transferencia génica directa (Paszkowski et al. (1984) EMBO J. 3: 2717-2722), y aceleración de partículas balísticas (véase, por ejemplo, Sanford et al., Patente de Estados Unidos Nº 4.945.050; Tomes et al. (1995) "Direct DNA Transfer into Intact Plant Cells via Microprojectile Bombardment," en Plant Cell, Tissue, and Organ Culture: Fundamental Methods, ed. Gamborg and Phillips (Springer-Verlag, Berlín); y McCabe et al. (1988) Biotechnology 6: 923-926). Véase también Weissinger et al. (1988) Ann. Rev. Genet. 22: 421-477; Sanford et al. (1987) Particulate Science and Technology 5: 27-37 (cebolla); Christou et al. (1988) Plant Physiol. 87: 671-674 (soja); McCabe et al. (1988) Bio/Technology 6: 923-926 (soja); Finer y McMullen (1991) In Vitro Cell Dev. Biol. 27P: 175-182 (soja); Singh et al. (1998) Theor. Appl. Genet. 96: 319-324 (soja); Datta et al. (1990) Biotechnology 8: 736-740 (arroz); Klein et al. (1988) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85: 4305-4309 (maíz); Klein et al. (1988) Biotechnology 6: 559-563 (maíz); Tomes, Patente de Estados Unidos Nº 5.240.855; Buising et al., Patentes de Estados Unidos Nº 5.322.783 y 5.324.646; Tomes et al. (1995) "Direct DNA Transfer into Intact Plant Cells via Microprojectile Bombardment," en Plant Cell, Tissue, and Organ Culture: Fundamental Methods, ed. Gamborg (Springer-Verlag, Berlín) (maíz); Klein et al. (1988) Plant Physiol. 91: 440-444 (maíz); Fromm et al. (1990) Biotechnology 8: 833-839 (maíz); Hooykaas-Van Slogteren et al. (1984) Nature (Londres) 311: 763-764; Bowen et al., Patente de Estados Unidos Nº 5.736.369 (cereales); Bytebier et al. (1987) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84: 5345-5349 (Liliaceas); De Wet et al. (1985) en The Experimental Manipulation of Ovule Tissues, ed. Chapman et al. (Longman, Nueva York), páginas 197-209 (polen); Kaeppler et al. (1990) Plant Cell Reports 9: 415-418 y Kaeppler et al. (1992) Theor. Appl. Genet. 84: 560-566 (transformación mediada por pelo); D'Halluin et al. (1992) Plant Cell 4: 1495-1505 (electroporación); Li et al. (1993) Plant Cell Reports 12: 250-255 y Christou y Ford (1995) Annals of Botany 75: 407-413 (arroz); Osjoda et al. (1996) Nature Biotechnology 14: 745-750 (maíz mediante Agrobacterium tumefaciens).
Las células que se han transformado pueden hacerse crecer en plantas de acuerdo con los medios convencionales. Véase, por ejemplo, McCormick et al. (1986) Plant Cell Reports 5: 81-84. Estas plantas después pueden hacerse crecer, y se polinizan con la misma cepa transformada o diferentes cepas, y el se identifica híbrido resultante que tiene la expresión constitutiva de la característica fenotípica deseada. Pueden hacerse crecer dos o más generaciones para asegurar que la expresión constitutiva de la característica fenotípica deseada se mantiene de manera estable y se hereda y después las semillas se recogen para asegurar que se ha conseguido la expresión constitutiva de la característica fenotípica deseada.
El casete de expresión que comprende la secuencia promotora particular de la presente invención unida de manera operativa a una secuencia de nucleótidos heteróloga de interés puede usarse para transformar cualquier planta. De este modo, se pueden obtener plantas, células vegetales, tejido vegetal, semilla, y similares modificados genéticamente.
Los siguientes ejemplos se ofrecen a modo de ilustración y no a modo de limitación.
Experimental
Las regiones promotoras para los genes del maíz Cim 1 (mensaje inducido por citoquinina) (Nº de acceso a Genbank U03860); cZ19B1 (zeína de 19KDa del maíz) (Nº de acceso a Genbank M12143); y mi1ps (mio-inositol-1-fosfato sintasa) (Nº de acceso a Genbank U32511); se aislaron de plantas del maíz y se clonaron. Estos genes se seleccionaron como fuentes de promotores preferidos de semillas en base a la expresión espacial de sus productos génicos. El método para su aislamiento se describe a continuación.
Ejemplo 1 Aislamiento de Secuencias Promotoras
El procedimiento para el aislamiento de promotores se describe en el Manual de Usuario para el kit Genome Walker vendido por Clontech Laboratories, Inc., Palo Alto, California. El ADN genómico de la línea de maíz V3-4 A63 se preparó colocando hijas de plantas de semillero de 10 días de edad en rejillas en nitrógeno líquido, y el ADN se preparó como se describe por Chen y Dellaporta (1994) en The Maize Handbook, ed. Feeling and Walbot (Springer Verlag, Berlín) con unas pocas modificaciones minoritarias. El ADN precipitado se recuperó usando un bucle de inoculación y se transfirió a un tubo eppendorf de 1,5 ml que contenía 500 ml de TE (Tris 10 mM pH 8,0, EDTA 1 mM). El ADN se dejó disolver a temperatura ambiente durante 15 minutos, se extrajo con fenol y se precipitó en 2-propanol en 700 \mul. El precipitado se recuperó y se lavó con etanol al 70%. Después el ADN se colocó en un tubo eppendorf limpio de 1,5 ml para que se secara al aire y se resuspendió en 200 \mul de TE. Se añadió una ARNasa A a 10 mg/ml y la mezcla se incubó a 37ºC durante varias horas. Después el ADN se extrajo una vez con fenol-cloroformo, después con cloroformo, después se precipitó con etanol y se resuspendió en TE. Después el ADN se usó exactamente como se describe en el Manual del Usuario de Genome Walker (Clontech PT3042-1 versión PR68687). Brevemente, el ADN se digirió por separado con las enzimas de restricción DraI, EcoRV, PvuII, ScaI, y StuI, cortando todas extremos romos. El ADN se extrajo con fenol, después con cloroformo, después se precipitó con etanol. Los adaptadores de Genome Walker se ligaron a los extremos del ADN restringido. El ADN resultante se menciona como DL1-DL5, respectivamente.
Para el aislamiento de regiones promotoras específicas, se diseñaron dos cebadores específicos de gen no solapantes (27-30 pb de longitud) a partir del extremo 5’ de los genes del maíz identificados de las bases de datos de secuencias. Los cebadores se diseñaron para amplificar la región cadena arriba de la secuencia codificante, es decir, la región 5’ no traducida y el promotor del gen elegido. La secuencia de los cebadores se da a continuación para cada promotor descrito. La primera ronda de PCR se realizó en cada muestra de ADN (DL1-5) con el cebador AR1 de Clontech y los cebadores específicos de gen (gsp)1 con las secuencias mostradas en SEC.ID.Nº 1, 5, u 8.
La PCR se realizó en un ciclador térmico modelo PTC-100 con HotBonnet de MJ Research (Watertown, MA) usando reactivos suministrados con el kit Genome Walker. Se usaron los siguientes parámetros de ciclo: 7 ciclos de 94ºC durante 2 segundos, después 72ºC durante 3 minutos, seguido de 32 ciclos de 94ºC durante 2 segundos y 67ºC durante 3
minutos. Finalmente, las muestras se mantuvieron a 67ºC durante 4 minutos y después a 4ºC hasta su análisis adicional.
Como se describe en el Manual del Usuario, el ADN de la primera ronda de PCR después se diluyó y se usó como molde en una segunda ronda de PCR usando el cebador AP2 Clontech y los cebadores específicos de gen (gsp)2 con las secuencias mostradas en SEC.ID.Nº 3, 6, ó 9.
Los parámetros de ciclo para la segunda ronda fueron: 5 ciclos de 94ºC durante 2 segundos, después 72ºC durante 3 minutos. Finalmente, las muestras se mantuvieron a 67ºC durante 4 minutos y después se mantuvieron a 4ºC. Se procesaron aproximadamente 10 \mul de cada reacción en un gel de agarosa al 0,8%, y las bandas (habitualmente de 500 pb o más largas) se escindieron, purificaron con el kit Sephaglas BandPrep (Pharmacia, Piscataway, NJ) y se clonaron en el vector pCR2.1 de TOPOTA (Invitrogen, Carlsbad, CA; www. invitrogen. com). Los clones se secuenciaron para la verificación.
Ejemplo 2 Datos de Expresión Usando Secuencias Promotoras
Se prepararon tres construcciones de fusión promotor::GUS por los métodos descritos a continuación. Todos los vectores se construyeron usando técnicas de biología molecular convencionales (Sambrook et al., Supra). Se insertó un gen informador y un gen marcador de selección para la expresión génica y selección, entre los sitios de clonación múltiple del vector de clonación pBluescript (Stratagene Inc., 11011 N. Torrey Pines Rd., La Jolla, CA;
www. strategene. com). El gen informador fue el gen de glucoronidasa (GUS) (Jefferson, R. A. et al., 1986, Proc. Natl. Acad. Sci. (USA) 83: 8447-8451) en cuya región codificante se insertó el segundo intrón del gen ST-LS1 de la patata (Vancanneyt et al., Mol. Gen. Genet. 220: 245-250, 1990), para producir intrón-GUS, para evitar la expresión del gen en Agrobacterium (véase, Ohta, S. et al., 1990, Plant Cell Physiol. 31(6): 805-813). Las regiones promotoras respectivas se ligaron en pauta de lectura a los sitios 5’ al gen GUS. Se ligó por extremos romos un fragmento que contenía las bases 2 a 310 del terminador del gen del inhibidor de la proteinasa de la patata (pinII) (An et al., Plant Cell 1: 115-122, 1989) cadena debajo de la secuencia codificante de GUS, para crear el casete de expresión de GUS. El extremo 3’ del terminador llevaba un sitio de restricción NotI.
Se construyó cZ19B1::GUS::pinII usando el plásmido anterior digerido con NcoI, rellenado con la enzima Klenow y después se digirió con NotI para proporcionar sitios de inserción para el promotor. El plásmido con el promotor cZ19B1 aislado en el vector de clonación de TOPOTA se digirió con BsaI, se rellenó con Klenow, y se digirió con NotI. El fragmento se ligó en el casete de expresión digerido y la subclonación exitosa se confirmó por digestión con enzimas de restricción con EcoRI y secuenciación.
Se construyó cim1::GUS::pinII usando el casete GUS::pinII. El casete se digirió con NcoI, se rellenó con Klenow y se digirió otra vez con BamHI. El promotor Cim1 contenido en el vector de clonación de TOPOTA se aisló a través de la digestión con BssHII, se rellenó con Klenow y se digirió posteriormente de manera doble con BamHI/PvuI. El fragmentos se ligó en el vector y se confirmó por análisis de restricción y secuenciación.
Se preparó mi1ps::GUS::pinII usando el casete GUS::pinII digerido con NcoI, se rellenó con Klenow, y se volvió a digerir con XbaI. El promotor mi1ps en TOPOTA se digirió con BsmI, se rellenó, y después se cortó con XbaI. Después el fragmento se ligó en el vector y se confirmó por análisis de restricción y secuenciación.
El plásmido de transformación de Agrobacterium cim1::GUS::pinII se construyó insertando el casete de expresión de GUS como un fragmento HindIII/NotI y el casete de expresión de BAR como un fragmento NotI/SacI entre los bordes derecho e izquierdo de ADN-T en pSB11 en los sitios HindIII y SacI. El casete de GUS se insertó proximal al borde derecho de ADN-T. El plásmido pSB11 se obtuvo de Japan Tobacco Inc. (Tokio, Japón). La construcción de pSB11 a partir de pSB21 y la construcción de pSB21 a partir de vectores de partida se describe por Komari et al. (1996, Plant J. 10: 165-174). El ADN-T del plásmido se integró en el plásmido superbinario pSB1 (Saito et al., documento EP 672 752 A1) por recombinación homóloga entre dos plásmidos. El plásmido pSB1 también se obtuvo de Japan Tobacco Inc. La cepa HB101 de E. coli que contiene los casetes de expresión se cruzó con la cepa LBA4404 de Agrobacterium que alberga pSB1 para crear el plásmido co-integrado en Agrobacterium usando el método de Ditta et al., (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 77: 7347-7351, 1980). La recombinación exitosa se verificó por una digestión con la enzima de restricción SalI del plásmido.
Ejemplo 3 Trasformación y Regeneración del Callo del Maíz mediante Agrobacterium Preparación de una suspensión de Agrobacterium
Agrobacterium se extrajo en estrías de un alícuota congelada a -80ºC en una placa que contenía medio PHI-L y se cultivó a 28ºC en oscuridad durante 3 días. El medio PHI-L comprende 25 ml/l de Solución Madre A, 25 ml/l de Solución Madre B, 450,9 ml/l de Solución Madre C y estreptomicina (Sigma Chemicals) añadidos a una concentración de 50 mg/l en ddH20 estéril (solución madre A: K2HPO4 60,0 g/l, NaH2PO4 20,0 g/l, ajuste de pH a 7,0 w/KOH y autoclavada; solución madre B: NH4CI 20,0 g/l, MgSO4.7H2O 6,0 g/l, KCI 3,0 g/l, CaCl2 0,20 g/l, FeSO4.7H2O 50,0 mg/l, autoclavada; solución madre C: glucosa 5,56 g/l, agar 16,67 g/l (Nº A-7049, Sigma Chemicals, St. Louis, MO) y autoclavada).
La placa puede almacenarse a 4ºC y usarse habitualmente durante aproximadamente 1 mes. Se picó una colonia individual a partir de la placa maestra y se sembró en estrías en un placa que contenía medio PHI-M [extracto de levadura (Difco) 5,0 g/l; peptona (Difco) 10,0 g/l; NaCI 5,0 g/l; agar (Difco) 15,0 g/l; pH 6,8, que contenía 50 mg/l de estreptomicina] y se incubó a 28ºC en oscuridad durante 2 días.
Se añadieron cinco ml de PHI-A, [sales básicas CHU(N6) (Sigma C-1416) 4,0 g/l, mezcla de vitamina de Eriksson (1000X, Sigma-1511) 1,0 ml/l; tiamina.HCl 0,5 mg/l (Sigma); ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D, Sigma) 1,5 mg/l; L-prolina (Sigma) 0,69 g/l; sacarosa (Mallinckrodt) 68,5 g/l; glucosa (Mallinckrodt) 36,0 g/l; [pH 5,2] para el sistema de medio básico PHI, o PHI-I [sales MS (GIBCO BRL) 4,3 g/l; ácido nicotínico (Sigma) 0,5 mg/l; piridoxina.HCl (Sigma) 0,5 mg/l; tiamina.HCl 1,0 mg/l; mio-inositol (Sigma) 0,10 g/l; casaminoácidos de ensayo de vitaminas (Disco Lab) 1,0 g/l; 2,4-D 1,5 mg/l; sacarosa 68,50 g/l; glucosa 36,0 g/l; ajuste de pH a 5,2 w/KOH y esterilizado por filtración] para el medio combinado PHI y 5 ml de 100 mM (3'5'-Dimetoxi-4'-hidroxiacetofenona, Aldrich chemicals) a un tubo Falcon de 14 ml en una campana. Se recogieron aproximadamente 3 bucles completos (tamaño de bucle de 5 mm) de Agrobacterium a partir de la placa y se suspendieron en el tubo, después, el tuvo se agitó en vórtice para hacer una suspensión uniforme. Un ml de la suspensión se transfirió a un tubo de espectrofotómetro y se ajusto la OD de la suspensión de 0,72 a 550 nm añadiendo más Agrobacterium o más del mismo medio de suspensión, para una concentración de Agrobacterium de aproximadamente 0,5 x 109 cfu/ml a 1 x 109 cfu/ml. La suspensión final de Agrobacterium se dividió en alícuotas en tubo de microcentrífuga de 2 ml, conteniendo cada uno 1 ml de la suspensión. Las suspensiones después se usaron tan pronto como fue posible.
Aislamiento del embrión, infección y co-cultivo
Se añadieron aproximadamente 2 ml del mismo medio usado para la suspensión de Agrobacterium (aquí PHI-A o PHI-I) en un tubo de microcentrífuga de 2 ml. Los embriones inmaduros se aislaron de una espiga esterilizada con una espátula estéril (Baxter Scientific Products S1565) y se echaron gota a gota en el medio en el tubo. Se colocó un total de 100 embriones en el tubo. El tamaño óptimo de los embriones fue aproximadamente 1,0-1,2 mm. Después se cerró el tapón en el tubo y se agitó con vórtice el tubo con un Vortex Mixer (Baxter Scientific Products S8223-1) durante 5 segundos a velocidad máxima. El medio se retiró y se añadieron 2 ml de medio fresco y se repitió la agitación con vórtice. Todo el medio se quitó y se añadió 1 ml de suspensión de Agrobacterium a los embriones y el tubo se agitó con vórtice durante 30 segundos. El tubo se dejó reposar durante 5 minutos en la campana. La suspensión de Agrobacterium y los embriones se vertió en una placa Petri que contenía medio PHI-B [sales básicas CHU(N6) (Sigma C-1416) 4,0 g/l; mezcla de vitaminas de Eriksson (1000X, Sigma-1511) 1,0 ml/l; tiamina.HCl 0,5 mg/l; 2,4-D 1,5 mg/l; L-prolina 0,69 g/l; nitrato de plata 0,85 mg/l; gelrita (Sigma) 3,0 g/l; sacarosa 30,0 g/l; acetosiringona 100 mM; pH 5,8], para el sistema de medio básico PHI, o medio PHI-J [sales MS 4,3 g/l; ácido nicotínico 0,50 mg/l; piridoxina HCl 0,50 mg/l; tiamina.HCl 1,0 mg/l; mio-inositol 100,0 mg/l; 2,4-D 1,5 mg/l; sacarosa 20,0 g/l; glucosa 10,0 g/l; L-prolina 0,70 g/l; MES (Sigma) 0,50 g/l; 8,0 g/l de agar (Sigma A 7049, purificada) y acetosiringona 100 mM con un pH final de 5,8 para el medio combinado PHI. Cualquier embrión dejado en el tubo se transfirió a la placa usando una espátula estéril. La suspensión de Agrobacterium se quitó y los embriones se colocaron con el lado del eje sobre los medios. La placa se selló con cinta de Parafilm o cinta de Pylon Vegetative Combine (producto llamado "E.G.CUT" está disponible en secciones de 18 mm x 50 m; Kyowa Ltd., Japón) y se incubó en oscuridad a 23-25ºC durante aproximadamente 3 días de co-cultivo.
Etapas de reposo, selección y regeneración
Para la etapa de reposo, todos los embriones se transfirieron a una nueva placa que contenía medio PHI-C [sales básicas CHU (N6) (Sigma C-1416) 4,0 g/l; Mezcla de vitaminas de Eriksson (1000X Sigma-1511) 1,0 ml/l; tiamina.HCl 0,5 mg/l; 2,4-D 1,5 mg/l; L-prolina 0,69 g/l; sacarosa 30,0 g/l; Tampón MES (Sigma) 0,5 g/l; agar (Sigma A-7049, purificado) 8,0 g/l; nitrato de plata 0,85 mg/l; carbenicilina 100 mg/l; pH 5,8]. La placa se selló con cinta de Parafilm o Pylon y se incubó en oscuridad a 28ºC durante 3-5 días.
Periodos de co-cultivo más largos pueden compensar la ausencia de una etapa de reposo ya que la etapa de reposo, como la etapa de co-cultivo, proporciona un periodo de tiempo para el embrión a cultivar en ausencia de agente selectivo. Los especialistas en la técnica pueden ensayar fácilmente combinaciones de tiempos de co-cultivo y reposo para optimizar o mejorar la transformación.
Para la selección, todos los embriones se transfirieron después desde el medio PHI-C a nuevas placas que contenían medio PHI-D, como medio de selección, [sales básicas CHU(N6) (SIGMA C-1416) 4,0 g/l; mezcla de vitaminas de Eriksson (1000X, Sigma-1511) 1,0 ml/l; tiamina.HCl 0,5 mg/l; 2,4-D 1,5 mg/l; L-prolina 0,69 g/l; sacarosa 30,0 g/l; tampón MES 0,5 g/l; agar (Sigma A-7049, purificado) 8,0 g/l; nitrato de plata 0,85 mg/l; carbenicilina (ICN, Costa Mesa, CA) 100 mg/l; bialafos (Meiji Seika K. K., Tokio, Japón) 1,5 mg/l para las dos primeras semanas seguido de 3 mg/l para el testo del tiempo; pH 5,8] poniendo aproximadamente 20 embriones en cada placa. Las placas se sellaron como se ha descrito anteriormente y se incubaron en oscuridad a 28ºC para las dos primeras semanas de selección. Los embriones se transfirieron a medio de selección fresco a intervalos de dos semanas. El tejido se subcultivo transfiriéndolo a medio de selección fresco durante un total de 2 meses. Los callos resistentes a herbicida después se "desarrollaron a granel" haciéndolos crecer en el mismo medio durante otras dos semanas hasta que el diámetro de los callos fue aproximadamente 1,5-2 cm.
Para la regeneración, los callos después se cultivaron en medio PHI-E [sales MS 4,3 g/l; mio-inositol 0,1 g/l; ácido nicotínico 0,5 mg/l, tiamina.HCl 0,1 mg/l, Piridoxina.HCl 0,5 mg/l, Glicina 2,0 mg/l, Zeatina 0,5 mg/l, sacarosa 60,0 g/l, Agar (Sigma, A-7049) 8,0 g/l, Ácido indolacético (IAA, Sigma) 1,0 mg/l, Ácido abscísico (ABA, Sigma) 0,1 mM, Bialafos 3 mg/l, carbenicilina 100 mg/l ajustado a pH 5,6] en oscuridad a 28ºC durante 1-3 semanas para permitir que los embriones somáticos maduraran. Los callos después se cultivaron en medio PHI-F (sales MS 4,3 g/l; mio-inositol 0,1 g/l; Tiamina.HCl 0,1 mg/l, Piridoxina.HCl 0,5 mg/l, Glicina 2,0 mg/l, ácido nicotínico 0,5 mg/l; sacarosa 40,0 g/l; gelrita 1,5 g/l; pH 5,6] a 25ºC en un programa de luz solar de 16 horas de luz (270 uE m-2seg-1) y 8 horas de oscuridad hasta que se desarrollaron los brotes y raíces. Cada plántula pequeña después se transfirió a un tubo de 25x150 que contenía PHI-F y crecieron en las mismas condiciones durante aproximadamente otra semana. Los sucesos GUS+ se determinan en la fase de callo o en la fase de planta regenerada.
Para Hi-II un protocolo optimizado preferido fue 0,5 x 109 cfu/ml de Agrobacterium, una etapa de reposo de 3-5 días, y sin AgNO3 en el medio de infección (medio PHI-A).
Ejemplo 4 Localización In situ del ARNm de Cim1 en el Grano de Maíz de 5 DAP
Se realizó hibridación in situ usando el protocolo de Jackson, D.P. (1991) In situ Hybridization in Plants, Molecular Plant Pathology: A Practical Approach, D.J. Bowles, S. J. Gurr, and M. McPherson, eds. Oxford University Press, Inglaterra, páginas 63-74. Se usaron tanto una sonda con sentido como antisentido correspondientes a la proteína del ADNc de Cim1. Las sondas se marcaron de manera no isotópica con digoxigenina y se incubaron con diversas secciones de los granos de maíz de 5 DAP (días después de la polinización) que se habían fijado y embebido. Después de un lavado extensivo para retirar la sonda no unida, las secciones se incubaron con fosfatasa alcalina anti-digoxigenina para detectar áreas de hibridación de la sonda. Para Cim1, el ARNm se detectó específicamente con una sonda antisentido y se restringió al tejido del callo. Esta sonda de control del sentido no hibridó.
Ejemplo 5 Análisis de Northern de la Expresión Génica en Tejido Vegetativo y granos en desarrollo
El ARN total (10 g) se fraccionó por tamaño en un gel de formaldehídoagarosa al 1% y se transfirió a una membrana de nitrocelulosa. Las membranas se hibridaron en condiciones rigurosas con sondas marcadas con 32P que representan los fragmentos de ADNc de los diversos genes. Después de un lavado extensivo para retirar la sonda no unida, las membranas se expusieron en una película de rayos X. Las muestras de ARN se obtuvieron de los tejidos vegetativos así como de granos de maíz en desarrollo.
El patrón de expresión de Cim1 no demostró expresión en tejidos vegetativos o en el embrión aislado o endosperma de granos en desarrollo. Cim1 se expresó predominantemente en el grano completo temprano (5 DAP). El gen para mi1ps se expresó predominantemente en el embrión de granos en desarrollo (13-40 DAP) mientras que cZ19B1 se expresó en el endosperma del desarrollo medio-tardío de los granos (13-40 DAP). Ni mi1ps ni cZ19B1 se expresaron en tejidos vegetativos.
<110> Pioneer Hi-Bred International, Inc.
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<120> Promotores Preferidos de Semillas
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<130> 0869-PCT
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<150> US 60/097.233
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<151> 20-08-1998
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<160> 9
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<170> FastSEQ para Windows Versión 3.0
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<210> 1
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<211> 1609
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<212> ADN
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<213> Zea mays
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<220>
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<221> promotores
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1
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<212> ADN
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<213> Zea mays
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ggtgatggca atgaagcagg tcaaga
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26
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<212> ADN
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tggaagccat gccggaagcc aggttaga
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<221> promotores
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<212> ADN
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atattttgcc ttccttatgc tcccttggtc
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tttctgcaag tgctgctacg gcgaccaagc c
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<211> 991
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<212> ADN
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<213> Zea mays
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<220>
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<221> promotores
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<222> (1)...(991)
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<213> Zea mays
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ctctcgacgc ggaagctctc gatgaa
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\hskip-.1em\dddseqskip
catcttgcct ttcctcccct cttttc
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26

Claims (16)

1. Un promotor aislado que es capaz de dirigir la transcripción de un modo preferido de semillas, donde dicho promotor comprende
(a) la secuencia de nucleótidos expuesta en SEC.ID.Nº 1 ó 7; o
(b) una secuencia que tiene al menos un 60% de identidad de secuencia con SEC.ID.Nº 1 ó 7, donde el% de identidad de secuencia con SEC.ID.Nº 1 ó 7, se basa en la secuencia completa de SEC.ID.Nº 1 ó 7 y se determina por análisis con GAP versión 10 usando parámetros por defecto; o
(c) una secuencia que hibrida con SEC.ID.Nº 7, en condiciones rigurosas; o
(d) un ácido nucleico complementario a un ácido nucleico de (a), (b) o (c).
2. Un casete de expresión que comprende un promotor de acuerdo con la reivindicación 1 y una secuencia de nucleótidos unida de manera operativa a dicho promotor.
3. Un vector de transformación que comprende un casete de expresión de acuerdo con la reivindicación 2.
4. Una planta transformada de manera estable con un casete de expresión de acuerdo con la reivindicación 2.
5. La planta de la reivindicación 4, donde dicha planta es una monocotiledónea.
6. La planta de la reivindicación 5, donde dicha monocotiledónea es maíz, trigo, arroz, cebada, sorgo, o centeno.
7. La planta de la reivindicación 4, donde dicha planta es una dicotiledónea.
8. Semilla de la planta de una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, que contiene dicho casete de expresión de acuerdo con la reivindicación 2.
9. Un método para expresar de manera selectiva una secuencia de nucleótidos en una semilla vegetal, comprendiendo dicho método transformar una célula vegetal con un vector de transformación de acuerdo con la reivindicación 3.
10. El método de la reivindicación 9, que comprende adicionalmente regenerar una planta transformada de manera estable a partir de dicha célula vegetal transformada; donde la expresión de una secuencia de nucleótidos bajo el control de un promotor de acuerdo con al reivindicación 1, altera el fenotipo de dicha semilla vegetal.
11. El método de la reivindicación 9 ó 10, donde dicha secuencia de nucleótidos heteróloga codifica un gen implicado en la síntesis de ácidos grasos.
12. El método de la reivindicación 9 ó 10, donde dicha secuencia de nucleótidos heteróloga codifica una proteína que tienen un contenido de aminoácidos potenciado, en el sentido en que la proteína tiene una distribución de aminoácidos que mejora el valor nutricional de la semilla.
13. Una célula vegetal transformada de manera estable con un casete de expresión de acuerdo con la reivindicación 2.
14. La célula vegetal de la reivindicación 13, donde dicha célula vegetal es de una planta monocotiledónea.
15. La célula vegetal de la reivindicación 14, donde dicha planta es maíz, trigo, arroz, cebada, sorgo, o centeno.
16. La célula vegetal de la reivindicación 13, donde dicha célula vegetal es de una planta dicotiledónea.
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