[發(fā)明專利]一種啟動(dòng)子BgIosP576、制備方法及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010614815.0
• 申請(qǐng)日: 2010-12-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102146385A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張耕耘;孫紅正;李寧;倪雪梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳華大基因科技有限公司
• 主分類號(hào): C12N15/113
• 分類號(hào): C12N15/113;C12N15/63;C12N1/21;C12N5/10;C12N15/11;C12N15/10;A01H4/00;A01H5/00;C12R1/19;C12R1/01
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基因工程技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種啟動(dòng)子BgIosP576，含有該啟動(dòng)子的核酸構(gòu)建體、載體、重組細(xì)胞、植物愈傷組織，該啟動(dòng)子的制備方法以及利用該啟動(dòng)子來(lái)調(diào)控植物中基因表達(dá)的方法。

背景技術(shù)

啟動(dòng)子是基因的一個(gè)組成部分，通常位于結(jié)構(gòu)基因5’端上游，是RNA聚合酶識(shí)別、結(jié)合和開(kāi)始轉(zhuǎn)錄的一段DNA序列。啟動(dòng)子能夠指導(dǎo)全酶(holoenzyme)同模板正確結(jié)合，活化RNA聚合酶，啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄，從而控制基因表達(dá)(轉(zhuǎn)錄)的起始時(shí)間和表達(dá)的程度。在轉(zhuǎn)基因植物中，啟動(dòng)子是影響轉(zhuǎn)基因表達(dá)效率的重要因素之一，選擇高效率的啟動(dòng)子是高效率表達(dá)外源基因的關(guān)鍵。

根據(jù)啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄模式可將其分為3類：組成型啟動(dòng)子、組織或器官特異性啟動(dòng)子和誘導(dǎo)型啟動(dòng)子。所謂組成型啟動(dòng)子是指在組成型啟動(dòng)子調(diào)控下，不同組織器官和發(fā)育階段的基因表達(dá)沒(méi)有明顯差異，因而稱之組成型啟動(dòng)子。雙子葉植物中最常使用的組成型啟動(dòng)子是花椰菜花葉病毒(CaMV)35S啟動(dòng)子。另一種高效的組成型啟動(dòng)子CsVMV是從木薯葉脈花葉病毒(cassava?vein?mosaic?virus)中分離的。

人們高度重視從植物本身克隆組成型啟動(dòng)子。例如肌動(dòng)蛋白(actin)和泛素(ubiquitin)等基因的啟動(dòng)子已被克隆。用這些啟動(dòng)子代替CaMV?35S啟動(dòng)子，可以更有效地在單子葉植物中驅(qū)動(dòng)外源基因的轉(zhuǎn)錄。Naomi等分別從擬南芥的色氨酸合酶β亞基基因和植物光敏色素基因中克隆了相應(yīng)啟動(dòng)子，用其代替CaMV?35S啟動(dòng)子，在轉(zhuǎn)基因煙草中也取得了很好的表達(dá)效果(Plant?biotechnology，2002，19(1)：19-26)。

單子葉植物基因中常見(jiàn)的啟動(dòng)子有：Ubi啟動(dòng)子(Plant?ubiquitin?promoter)、Actin啟動(dòng)子(Plant?Actin?promoter)和Adh-1啟動(dòng)子(Maize?alcohol?dehydrogenase1?promoter)。

Ubi啟動(dòng)子以其啟動(dòng)效率高、甲基化程度低、遺傳性狀穩(wěn)定等因素而倍受青睞。目前，已經(jīng)從很多泛素基因中分離得到啟動(dòng)子序列，包括玉米基因組中的Ubi-1啟動(dòng)子、水稻泛素RUBQ2啟動(dòng)子、擬南芥泛素啟動(dòng)子、向日葵泛素UbB1啟動(dòng)子、煙草泛素Ubi.U4啟動(dòng)子、馬鈴薯泛素Ubi7啟動(dòng)子、番茄泛素Ubi1-1啟動(dòng)子，大麥泛素Mub1啟動(dòng)子。玉米泛素Ubi-1啟動(dòng)子已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于玉米、小麥、水稻等單子葉植物中，水稻泛素RUBQ2啟動(dòng)子在水稻和甘蔗中也有較多的應(yīng)用。

Actin啟動(dòng)子1990年由康奈爾大學(xué)的McElroy等首次在水稻中發(fā)現(xiàn)，屬于強(qiáng)組成型啟動(dòng)子。Actin啟動(dòng)子在單子葉禾本科中作用顯著，但是鄰近科屬的植物中的基因調(diào)控功能卻十分不理想。因此，許多相關(guān)研究通過(guò)其他單子葉植物尋找Actin啟動(dòng)子，并成功在香蕉、甜瓜、玉米和擬南芥中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)。Actin啟動(dòng)子由于對(duì)基因表達(dá)的強(qiáng)調(diào)控作用，在單子葉植物優(yōu)良性狀的轉(zhuǎn)基因中已經(jīng)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

Adh-1啟動(dòng)子調(diào)控乙醇脫氫酶(alcohol?dehydrogenase)基因，對(duì)植物在缺氧環(huán)境下乙醇脫氫酶的表達(dá)至關(guān)重要。Adh-1啟動(dòng)子對(duì)單子葉植物特別是谷類植物如水稻、燕麥和大麥，和少部分雙子葉植物如煙草，基因的調(diào)控功能比花椰菜花葉病毒CaMV?35S啟動(dòng)子提高10-50倍。Adh-1啟動(dòng)子主要應(yīng)用于單子葉植物，對(duì)絕大部分雙子葉植物基因表達(dá)的調(diào)控效果都很有限。

單子葉植物是被子植物的主要類群，單子葉植物中的禾本科、百合科、棕櫚科和天南星等，是非常重要的農(nóng)業(yè)作物。單子葉植物基因的強(qiáng)效啟動(dòng)子，能夠調(diào)控植物高效率表達(dá)具有特殊性狀的外源基因，對(duì)優(yōu)良作物的分子育種研究意義重大。

在強(qiáng)效啟動(dòng)子相關(guān)研究領(lǐng)域，發(fā)現(xiàn)并驗(yàn)證了許多單子葉植物的啟動(dòng)子。此外，雙子葉植物中的一些強(qiáng)效啟動(dòng)子如CsVMV啟動(dòng)子、番茄E8啟動(dòng)子、白藜蘆醇合酶基因Vst1啟動(dòng)子等高效啟動(dòng)子，在單子葉植物中也有很強(qiáng)的基因調(diào)控作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種新的啟動(dòng)子，能夠在植物中調(diào)控基因的表達(dá)。

本發(fā)明的另一目的在于提供含有上述啟動(dòng)子的核酸構(gòu)建體、載體、重組細(xì)胞、植物愈傷組織、植物外植體及植物。

本發(fā)明的再一目的在于提供一種制備上述啟動(dòng)子的引物、方法，以及一種利用該啟動(dòng)子來(lái)調(diào)控植物中基因表達(dá)的方法。

本發(fā)明的再一目的在于提供一種制備轉(zhuǎn)基因植物的方法，以及上述啟動(dòng)子在調(diào)控植物中目的基因表達(dá)或植物育種中的用途。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：