[發(fā)明專利]甘藍(lán)型油菜BnGLABRA2啟動子及制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910273323.7
• 申請日: 2009-12-18
• 公開（公告）號: CN102102099A
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白澤濤;董彩華;劉勝毅;柴國華;黃軍艷;劉越英
• 申請（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所
• 主分類號: C12N15/11
• 分類號: C12N15/11;C12N15/10;C12N15/82;A01H5/00
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務(wù)所 42001
• 代理人: 王敏鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及分子生物學(xué)和生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種甘藍(lán)型油菜BnGLABRA2啟動子，還涉及油菜BnGLABRA2啟動子的制備方法，同時(shí)還涉及油菜BnGLABRA2啟動子在油菜基因工程中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

植物基因啟動子在基因的表達(dá)調(diào)控中起著關(guān)鍵作用。基因的表達(dá)調(diào)控是多種因素綜合作用的結(jié)果。一般按照一個(gè)事件的先后順序，基因的調(diào)控分為轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控、翻譯水平的調(diào)控以及蛋白質(zhì)加工水平的調(diào)控等。基因編碼的蛋白質(zhì)和RNA及其次級代謝產(chǎn)物對于維持生物體的整個(gè)生命活動極其重要。任何基因表達(dá)調(diào)控的錯誤都會對生命造成嚴(yán)重后果。因此，對于基因表達(dá)調(diào)控的機(jī)理研究一直是分子生物學(xué)研究的熱點(diǎn)。轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控最為重要。啟動子是轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控的重要元件，也是基因工程表達(dá)載體的一個(gè)重要組成部分。在某種程度上，啟動子決定了基因表達(dá)的時(shí)空順序以及表達(dá)強(qiáng)度。所以，研究啟動子的功能序列對于基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制以及日漸成熟的植物基因工程具有非常重要的意義。

構(gòu)建能夠高水平表達(dá)異源表達(dá)載體，啟動子起到關(guān)鍵作用。它決定了外源基因的轉(zhuǎn)錄效率和基因的表達(dá)水平。植物轉(zhuǎn)基因育種所用的啟動子可分為組成型和特異型兩類。組成型啟動子驅(qū)動的外源基因在轉(zhuǎn)基因的所有時(shí)期和組織中穩(wěn)定的表達(dá)。對許多雙子葉植物的轉(zhuǎn)化，通常都使用含花椰菜花葉病毒(CaMV)的35S啟動子或胭脂氨酸合成酶nos啟動子的質(zhì)粒載體，而在單子葉植物轉(zhuǎn)化中最常用的是含有水稻肌動蛋白Act啟動子，玉米泛素Ubi啟動子及35S啟動子的質(zhì)粒載體(關(guān)麗英等，轉(zhuǎn)基因植物中外源基因的有效表達(dá)及其安全評價(jià)首都師范大學(xué)學(xué)報(bào)2002，23(2)：52-56)。但是很多時(shí)候外源基因在受體植物中的持續(xù)高效表達(dá)不僅造成生物體內(nèi)能源的浪費(fèi)，而且在所有組織中的表達(dá)有可能對植株本身具有毒害作用，甚至引起轉(zhuǎn)基因安全問題(Jia?S-R(賈士榮).Environment?andfoodbiosafty?assessment?of?transgenic?plants.Advanced?of?Bioengineer.1997，17(6)：37-42；Morris?S?H，Adley?C.C.Irish?public?perceptions?andattitudes?to?modern?biotechnology：an?overview?with?a?focus?on?GM?foods.Trends?in?Biotechnology，2001，19(2)：43-48)。因此，誘導(dǎo)型啟動子和組織特異性啟動子的研究和應(yīng)用日益受到育種工作者的重視。在轉(zhuǎn)基因植物中鑒定的誘導(dǎo)型啟動子包括熱激啟動子，來源于菠菜硝酸還原酶的誘導(dǎo)型啟動子等等。(關(guān)麗英等，轉(zhuǎn)基因植物中外源基因的有效表達(dá)及其安全評價(jià).首都師范大學(xué)學(xué)報(bào).2002，23(2)：52-56)。誘導(dǎo)型啟動子的應(yīng)用也具有一定限制，對受體植物進(jìn)行的外在條件處理，如熱激，激素處理等可能引起生物體內(nèi)一系列的生理生化反應(yīng)而不利于植株的正常生長。而且化學(xué)調(diào)控系統(tǒng)中用作誘導(dǎo)物的甲基脫氫皮質(zhì)醇(dex，dexamethasone)、雌二醇(estradiol)和四環(huán)素(tetracycline)都對生態(tài)環(huán)境有害，不宜用于生產(chǎn)實(shí)踐。而使用植物體內(nèi)本身的組織特異性啟動子就可以避免這種問題。顯然，轉(zhuǎn)基因的組織特異性表達(dá)必將有效提高轉(zhuǎn)基因作物的生物安全性。近年來在這方面已經(jīng)取得很大成就。在不同組織特異性表達(dá)的各類啟動子已不斷得到研究(宋揚(yáng)等，植物組織特異性啟動子研究生物技術(shù)通報(bào)2007，(4)：21-24)。

油菜作為中國主要的油料作物，在長江流域廣泛種植，對國計(jì)民生具有重要影響。因此提高油菜的品質(zhì)，一直是科研工作者追求的目的。隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)的成熟，油菜必然會面臨轉(zhuǎn)基因安全風(fēng)險(xiǎn)的輿論。用不在油菜種子中表達(dá)的啟動子來啟動目的基因的表達(dá)是解決這個(gè)問題的一個(gè)可行方法。既可以達(dá)到提高油菜各方面品質(zhì)，又不引起食用油安全風(fēng)險(xiǎn)。

因此，本實(shí)驗(yàn)開發(fā)了一系列甘藍(lán)型油菜的內(nèi)源啟動子。通過檢測報(bào)告基因GUS的表達(dá)特征證明各啟動子的時(shí)空表達(dá)模式。我們的結(jié)果預(yù)示著這些啟動子在轉(zhuǎn)基因油菜中具有相當(dāng)?shù)膽?yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供了一種甘藍(lán)型油菜BnGLABRA2(簡稱BnGL2)啟動子GP2。該啟動子的時(shí)空表達(dá)模式可用于研究基因的表達(dá)形式，優(yōu)點(diǎn)在于，來源于植物內(nèi)源的組織特異性啟動子能夠精確定位所調(diào)控的基因，可應(yīng)用于植物基因工程研究及籽用油菜安全轉(zhuǎn)基因研究。