一种5'UTR元件及其在提高植物目标基因表达量中的应用的制作方法

本发明涉及分子生物学和植物生物，尤其涉及一种5’utr元件及其在提高植物目标基因表达量中的应用。

背景技术：

1、在植物基因工程中，提高外源基因的表达水平是实现高效生物生产和改良作物性状的关键。传统的基因表达调控方法主要集中在启动子的选择和优化上，而5’utr在翻译调控中的重要性逐渐被认识，5’utr不仅影响mrna的稳定性，还在核糖体的招募和翻译起始过程中发挥重要作用。

2、已有研究表明，某些特定的核苷酸序列可以作为翻译调控元件，显著影响目标蛋白的表达。例如，5’utr中的上游开放阅读框(uorfs)在调节翻译过程中起着关键作用，它们可以通过影响核糖体的扫描和重新启动来调节主要开放阅读框(morf)的翻译。此外，5’utr中的特定序列特征，如富含a的元件(poly atract)，可以作为内部核糖体进入位点(ires)，促进mrna不依赖帽子结构的翻译。

3、然而，现有技术中缺乏一种简单有效的方式来系统性地优化5’utr，以提高植物中基因的表达水平。因此，开发一种新的翻译调控元件，能够在植物中有效提升基因表达，具有重要的科学和应用价值。当前的研究进展表明，通过优化5’utr中的核苷酸序列，可以显著提高植物目标基因的表达水平，这为开发新的翻译调控元件提供了理论基础。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提出了一种显著提高植物目标基因的表达水平的5’utr元件及其在提高植物目标基因表达量中的应用。

2、实现本发明的技术方案如下：

3、第一方面，本发明提供了一种5’utr元件，所述5’utr的核苷酸序列如seq id no.1所示。

4、第二方面，本发明提供了一种编码目的蛋白的核酸分子，所述核酸分子包括seqid no.1所示的5’-utr元件。

5、第三方面，本发明提供了一种mrna转录载体，所述载体包括上述的5’utr元件或核酸分子。

6、第四方面，本发明提供了一种mrna转录载体的制备方法：将seq id no.1所示的序列克隆到植物双荧光素酶载体中fluc的5’utr位置，如权利要求5所述的应用，其特征在于：以双荧光素酶表达载体质粒为质粒dna，采用peg法转化植物原生质体，随后提取总蛋白，包含目的蛋白。

7、第五方面，本发明提供了5’utr元件或核酸分子或mrna转录载体在生产植物目的蛋白中的应用。

8、优选的，以双荧光素酶表达载体质粒为质粒dna，采用peg法转化植物原生质体，随后提取总蛋白，包含目的蛋白。

9、本发明的一种5’utr元件及其在提高植物目标基因表达量中的应用相对于现有技术具有以下有益效果：

10、(1)高效性：本发明通过引入特定的5’utr序列，能够显著提高目标基因的表达量，促进目标转录本mrna的稳定性，从而提高mrna翻译成蛋白的能力，满足生物制药和农业改良的需求。这种高效性不仅体现在基因表达水平的提升上，还在于其对农作物品质和抗逆性的改良，从而提高农作物的产量和品质。

11、(2)简单性：该方法无需复杂的启动子工程或多重基因操作，操作简便，适合广泛应用于不同植物体系。这种简单性使得技术易于实施，减少了实验操作的复杂性和成本。

12、(3)广泛适用性：该翻译调控元件适用于多种植物，包括模式植物(如拟南芥)和经济作物(如水稻、玉米、烟草等)。这种广泛适用性使得技术可以在不同的植物体系中发挥作用，满足多样化的研究和应用需求。

13、(4)环境友好性：通过优化基因表达，减少对外部化学物质的依赖，从而降低对环境的负面影响。这种环境友好性符合现代农业可持续发展的要求。

技术特征：

1.一种5'utr元件，其特征在于：所述5'utr的核苷酸序列如seq id no.1所示。

2.一种编码目的蛋白的核酸分子，其特征在于：所述核酸分子包括权利要求1所述的5'-utr元件。

3.一种mrna转录载体，其特征在于：所述载体包括权利要求1所述的5'utr元件或权利要求2所述的核酸分子。

4.如权利要求3所述的一种mrna转录载体的制备方法，其特征在于：将seq id no.1所示的序列克隆到植物双荧光素酶载体中fluc的5'utr位置，并构建双荧光素酶表达载体质粒。

5.权利要求4所述的mrna转录载体在生产植物目的蛋白中的应用。

6.如权利要求5所述的应用，其特征在于：以双荧光素酶表达载体质粒为质粒dna，采用peg法转化植物原生质体，随后提取总蛋白，包含目的蛋白。

技术总结
本发明涉及分子生物学和植物生物技术领域，提出了一种5'UTR元件及其在提高植物目标基因表达量中的应用。其中，所述5'UTR的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。本发明通过引入特定的核苷酸序列，优化5'UTR的结构和功能，能够促进目标转录本mRNA的稳定性，从而提高mRNA翻译成蛋白的能力。这种方法不仅提高了目标基因的表达水平，还为植物基因工程提供了一种新的翻译调控策略。通过这种创新的方法，可以在植物中实现更高效的目标基因表达，具有重要的科学和应用价值。

技术研发人员：袁术,熊春花,李阳,王娟,刘震,金杰,曹乐慧,李杨
受保护的技术使用者：武汉伯远生物科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/27