[發(fā)明專利]一種姜花花部特異和傷害、蟲害誘導的TPS2啟動子及其應用

有效

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• 申請日: 2013-08-22
• 公開（公告）號: CN103525816A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設計）人: 范燕萍;李昕悅;余讓才;吳永瓊;岳躍沖;玉云祎
• 申請（專利權）人: 華南農(nóng)業(yè)大學
• 主分類號: C12N15/113
• 分類號: C12N15/113;C12N15/82;C12N1/21;C12N1/15;C12N1/19
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發(fā)明涉及基因工程技術領域，具體地，涉及一種姜花花部特異和傷害、蟲害誘導的TPS2啟動子及其應用。

背景技術

啟動子是位于結構基因5′端上游區(qū)的一段能識別并活化RNA聚合酶，使之與模板DNA準確地結合，確保轉(zhuǎn)錄精確而有效地起始的DNA序列。它是植物基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的中心，是理解基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控機制和表達模式的關鍵。

根據(jù)啟動子的轉(zhuǎn)錄模式可將其分為：組成型啟動子、組織或器官特異性啟動子和誘導型啟動子。其中，組織特異型啟動子亦稱為器官特異啟動子，包括果實特異啟動子、根特異啟動子、葉特異啟動子及花器官特異啟動子等。在這類啟動子的調(diào)控下，基因的表達往往只限于某些特定的器官或組織部位，并往往表現(xiàn)發(fā)育調(diào)控的特性。

花器官特異表達啟動子可使目的基因在花中特異性表達，可有效控制目的基因在花中特異表達且與花發(fā)育進程密切相關，此外，花器官基因作用時還會受到許多誘導型等調(diào)控元件的協(xié)同作用。矮牽牛CHS的調(diào)控元件發(fā)現(xiàn)其中的一個G-box，是相關轉(zhuǎn)錄因子的結合域，是光、厭氧生活和ABA應答元件，受光和紫外線誘導調(diào)控，與花特異表達有關（洪亞輝等,2003）。當植物受到人為的創(chuàng)傷或害蟲造成的機械損傷后，會產(chǎn)生一些小分子物質(zhì)和多糖，它們作為信號物質(zhì)誘導一系列防御基因的表達。土豆損傷基因蛋白酶抑制劑基因PinⅡ啟動子傷誘導區(qū)域在啟動子的近端區(qū)域，將-700～-195區(qū)段與-90CaMV35S啟動子融合，發(fā)現(xiàn)嵌合啟動子具有傷誘導的活性，因此認為該區(qū)段控制該基因的傷誘導表達。

花器官特異啟動子不僅含有所必須的保守性順式元件外，還含有一些組織特異型和誘導型啟動子的特有序列。并且這種的組織特異性通常以特定的組織細胞結構和化學物理信號為基礎，由這類啟動子中同時存在幾種控制組織特異性表達的元件的種類、數(shù)目及相對位置等共同決定。

目前對轉(zhuǎn)基因技術中啟動子的選擇主要采用組成型啟動子，在組成型表達啟動子的控制下，外源基因在轉(zhuǎn)基因植物的所有部位和不同的發(fā)育階段都會表達，且持續(xù)、高效的表達，沒有時空特異性，造成了能量的損耗，影響陽性植株的成活率，引起植株生理和形態(tài)發(fā)生異常改變，從而影響植物的正常生長發(fā)育。由于組織特異和誘導型啟動子能夠有效地調(diào)控下游基因的表達，最大限度地減少由于外源蛋白在轉(zhuǎn)基因植物體內(nèi)的積累對其自身造成的傷害。Kasuga等將rd29A::DREB1A和35S::DREB1A轉(zhuǎn)化煙草，與rd29A::DREB1A轉(zhuǎn)基因植株相比，35S::DREB1A轉(zhuǎn)基因煙草明顯出現(xiàn)生長滯后現(xiàn)象；rd29A::DREB1A轉(zhuǎn)基因植株的脅迫耐性也明顯高于35S::DREB1A轉(zhuǎn)基因植株。Pellegrineschi用脅迫誘導型啟動子rd29A驅(qū)動DREB1A/CBF3的表達，提高了轉(zhuǎn)基因小麥對干旱脅迫的耐性，而且沒有引起明顯的畸形。

花作為植物重要的生殖器官，在利用植物雜種優(yōu)勢人工創(chuàng)建不育系、以花器官的表達元件研究一些基因特別是轉(zhuǎn)錄因子的功能等基因工程研究中起重要作用。其中花藥特異表達啟動子和花粉啟動子起到了十分重要的作用。利用花藥絨氈層特異啟動子TA29、A9等構建雄性不育基因，創(chuàng)造雄性不育性植株已在煙草、油菜等獲得成功。常小麗（2009）將從百合中克隆到的花部特異的CHS基因啟動子轉(zhuǎn)入擬南芥中發(fā)現(xiàn)，在轉(zhuǎn)化植株的花序部位具有特異性表達。Kobayashi等發(fā)現(xiàn)，從三花龍膽(Getiana?triflora)中克隆得到的CHS基因啟動子可在矮牽牛的花瓣唇部特異性表達。Lewinsohn等采用E8啟動子，將仙女扇的LIS基因?qū)敕?，成熟的果實合成并釋放香氣明顯的S-芳樟醇和8-羥基芳樟醇。Davidovich等（2007）采用PG啟動子，將檸檬羅烯香葉醇合成酶（GES）基因轉(zhuǎn)入番茄，該基因在轉(zhuǎn)基因番茄果實中過量表達導致香葉醇的積累量增加，成功的改變番茄果實風味。

隨著植物基因工程技術的發(fā)展，組織特異和誘導型啟動子可用于人為控制目標基因在植株的特定發(fā)育時期、特殊組織器官和相關逆境條件下精確表達，在改良作物的抗性、提高花卉的觀賞狀、改善果實和蔬菜的風味等方面具有重要的應用前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的為了克服現(xiàn)有技術中對姜花花部特異和傷害、蟲害誘導啟動子的研究鮮見報道的缺陷，提供一種姜花花部特異和傷害、蟲害誘導的TPS2啟動子。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種姜花花部特異和傷害、蟲害誘導的TPS2啟動子在培育改變花色、花香和育性等花部特有性狀及提高抗蟲能力的植物新品種的應用。

本發(fā)明通過以下技術方案予以實現(xiàn)上述目的：