[發明專利]一種大豆圣豆9號GmNAC4基因鹽誘導啟動子

有效

• 申請號: 201410621142.X
• 申請日: 2014-11-06
• 公開（公告）號: CN104342442A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 向鳳寧;楊丹;宋顯偉;李朔;劉振華
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C12N15/113
• 分類號: C12N15/113;C12N15/84;A01H5/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李健康

技術領域

本發明涉及一種啟動子，尤其涉及一種大豆圣豆9號GmNAC4基因鹽誘導啟動子。

背景技術

大豆(Glycine?max.)含有豐富的植物蛋白、脂肪和多種對人體有益的活性物質，是重要的蛋白質、油脂及保健品活性物質的重要來源，同時是食品、飼料等多種加工工業的優質原料，在國民經濟中處于重要的地位。大豆，豆科(Fabaceae)，大豆屬(Glycine)，屬于淡土植物，耐鹽性較差，土地高鹽堿含量限制了大豆種植業的發展(王遵親等，1993)。

轉錄因子通過與下游基因啟動子上的順式作用相互作用調節基因的表達模式，參與生物體的各項生理活動，轉錄因子的研究對掌握生物體整個調控網絡有重要意義，植物轉錄因子研究是功能基因組研究的一個重要方面。1997年Aida等首先報道了NAC結構域，發現在矮牽牛NAM基因、擬南芥ATAF1/2和CUC2基因編碼蛋白的N端包含一段保守的氨基酸序列，取三基因首字母命名為NAC(Aida?et?al.,1997)。后來在擬南芥、水稻、小麥、大豆等物種中又相繼發現多種NAC轉錄因子。目前在擬南芥中共發現了105個NAC成員，而水稻中則發現了75個(Ooka?et?al.,2003)。研究表明，NAC轉錄因子在植物的生長發育、器官建成、激素調節和防御抵抗多種生物和非生物脅迫等方面發揮著重要作用。2010年大豆全基因組測序以來，與脅迫相關的大豆NAC轉錄因子的研究越來越多，一些大豆NAC轉錄因子參與到干旱、鹽、滲透脅迫響應和應答過程，在大豆的抗逆過程中起作用。Luciano?G.Fietto?2009發現GmNAC2、GmNAC3、GmNAC4對滲透壓脅迫強烈響應，GmNAC3和GmNAC4對ABA、鹽及JA響應。

利用逆境誘導型啟動子驅動抗逆基因在轉基因植物中表達是培育抗逆作物新品種的有效方法。目前能應用于轉基因研究的誘導型啟動子仍然很少，對于新的抗逆相關啟動子的發現、克隆、順式作用元件分析以及與順式元件相互作用的轉錄因子的研究仍然是今后研究的重點，將功能明確的抗逆啟動子成功應用到轉基因植物中調控抗逆基因的表達是植物抗逆基因工程的研究方向。NAC家族中逆境相關基因往往對多種逆境脅迫響應，這大部分歸功與基因啟動上含有多種逆境脅迫相關的順式作用元件，通過對逆境相關的NAC家族基因啟動子研究可以得到多種與脅迫相關的關鍵DNA片段和順式作用元件，對構建有效的逆境誘導型啟動子有重要意義。目前研究較深入的有：脫落酸響應元件(ABA-responsive?element,ABRE)、乙烯響應元件(ethylene-responsive?element,ERE)、茉莉酸類物質應答元件(jasmonate-responsive?element,JRE)、低溫響應元件(low-temp?rature?reponsive?element,LTRE)和干旱應答元件(dehydration-responsive?element,DRE)等。(朱麗萍,于壯,等.植物逆境相關啟動子及功能.遺傳.2010,32(3):229-234)對植物啟動子的研究有助與了解基因轉錄調控表達模式和其調控機制，且對特異性及誘導性啟動子的研究，有助得到正常高效的轉基因植物。

本實驗室前期工作中已經證明來源于耐鹽品種——圣豆9號的GmNAC4基因為鹽響應基因，且對鹽脅迫為正調節作用(專利CN102660554A)。通過比較耐鹽大豆圣豆9號在鹽和非鹽條件下的基因表達譜變化，發現了GmNAC4基因在鹽處理下上調表達，將該基因的過表達載體轉入模式生物擬南芥中，使轉基因擬南芥獲得了非轉基因擬南芥所不具備的提高抗鹽/耐旱性的能力。通過大豆萌動胚真空滲透輔助的外源基因轉化方法將該基因的過表達載體轉入大豆中，經過比較分析證明，轉基因植株比非轉基因植株的抗鹽/耐旱性顯著地提高。然而，GmNAC4基因的上游調控基因和參與的信號通路并不明確，研究GmNAC4基因鹽誘導啟動子可以幫助更好地闡釋GmNAC4基因的功能，同時研究GmNAC4的鹽誘導特性可為獲得通用型的鹽誘導型啟動子提供重要參考，將來可用于轉基因耐鹽作物的培育。經過檢索，未見有關于GmNAC4基因鹽誘導啟動子的相關報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種大豆圣豆9號GmNAC4基因鹽誘導啟動子及其應用。

本發明所述的大豆圣豆9號GmNAC4基因鹽誘導啟動子，其特征在于：所述啟動子的核苷酸序列是下列核苷酸序列之一：

a)序列表中SEQ?ID?No:1的DNA序列；

b)與序列表中SEQ?ID?No:1的DNA序列具有90％以上同源性，且具有相同功能的DNA序列。