[發(fā)明專利]一種煙草糖基轉(zhuǎn)移酶誘導(dǎo)型啟動子及其應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410217346.7
• 申請日: 2014-05-22
• 公開（公告）號: CN103952414A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王春臺;劉學(xué)群;譚艷平;徐鑫;程鋼;劉新瓊;周杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中南民族大學(xué)
• 主分類號: C12N15/113
• 分類號: C12N15/113;C12N15/82;C12N5/10
• 代理公司: 武漢華旭知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 42214
• 代理人: 周宗貴;劉榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種受茉莉酸和水楊酸雙重誘導(dǎo)的煙草內(nèi)源基因超強(qiáng)啟動子的分離鑒定和應(yīng)用，通過分離和鑒定該啟動子，可以將其應(yīng)用于植物的基因工程中，以達(dá)到植物某些基因的遺傳改良的誘導(dǎo)表達(dá)和功能研究，屬于植物基因工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著分子生物學(xué)的不斷發(fā)展，轉(zhuǎn)基因已經(jīng)成為研究功能基因組學(xué)的有效手段，近年來通過轉(zhuǎn)基因途徑改良植物農(nóng)藝性狀正逐步得到可行性論證和普遍接受。啟動子是基因5’端與RNA聚合酶及一些反式作用因子結(jié)合的DNA序列。真核生物中有三種RNA聚合酶，各與不同類型的啟動子結(jié)合。RNA聚合酶Ⅰ只轉(zhuǎn)錄rRNA，RNA聚合酶Ⅲ負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)錄tRNA和5S?rRNA。RNA聚合酶Ⅱ負(fù)責(zé)蛋白質(zhì)基因和部分snRNA的轉(zhuǎn)錄，其啟動子結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜。從功能上可將這類啟動子的結(jié)構(gòu)分為兩部分：普遍存在的、轉(zhuǎn)錄必需的核心啟動子(core?promoter)區(qū)和特異啟動子區(qū)。啟動子含有一系列與特異蛋白結(jié)合的位點，通常稱這些位點為順式作用元件(cis-element)；這些特異蛋白則稱為反式作用因子(trans-factor)。轉(zhuǎn)錄起始位點、TATA盒等屬于核心啟動子區(qū)；而調(diào)控基因表達(dá)活性的順式作用元件則歸為特異啟動子區(qū)。

水楊酸(salicylic?acid，SA)是植物體內(nèi)含量較低的一種內(nèi)源酚類小分子化合物。SA能誘導(dǎo)多種植物對病毒、真菌及細(xì)菌病害產(chǎn)生抗性。SA是誘發(fā)系統(tǒng)獲得性抗性的信號分子之一，涉及并參與植物的過敏反應(yīng)和SAR反應(yīng)，在植物的SAR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中起著關(guān)鍵作用。SA作為植物激素和信號分子，直接或間接調(diào)控植物體發(fā)育過程中相關(guān)基因的表達(dá)。目前已經(jīng)分離出幾個受SA間接調(diào)控的順式作用元件。as-1(Activation?Sequence-1)類型水楊酸響應(yīng)元件。SA誘導(dǎo)檢測幾個源自花椰菜花葉病毒CaMV35S啟動子的調(diào)控元件，證實SA響應(yīng)元件為位于-90和-46兩處的as-1元件。用水楊酸處理煙草后，證實SA的誘導(dǎo)因子ASF-1(Activation?Sequence?Factor-1)與as-1元件結(jié)合于兩個TGACG。LS7元件(TCTACGTCAC)和LS5元件(ACGTCATAGA)是從擬南芥PR-1(病程相關(guān)基因1)基因啟動子分離的SA誘導(dǎo)元件。SA通過激活路徑中的NPR1，活化了的NPR1激活轉(zhuǎn)錄因子TGA2以促進(jìn)TGA2轉(zhuǎn)錄因子與LS7、LS5元件結(jié)合，從而激活下游PR-1基因表達(dá)。W-box(TTGAC)發(fā)現(xiàn)于擬南芥NPR1基因啟動子，是WRKY?DNA結(jié)合蛋白的特異識別位點，WRKY基因的表達(dá)受SA的正調(diào)控。W-box突變會阻斷WRKY?DNA結(jié)合蛋白的特異識別，致使啟動子無法激活下游NPR1基因的表達(dá)，從而影響SA通過NPR1誘導(dǎo)的防衛(wèi)基因的表達(dá)。TCA-1(tobacco?nuclear?protein1)結(jié)合位點是一個由水楊酸誘導(dǎo)TCA-1結(jié)合的10bp序列(TCATCTTCTT)。該元件在大麥β-1-3-葡聚糖酶基因5’端非編碼區(qū)重復(fù)數(shù)次，現(xiàn)已知有超過30個受各種脅迫誘導(dǎo)基因的啟動子含有這一元件。