[發明專利]一種逆境誘導型啟動子、逆境誘導型啟動子植物表達載體及誘導目標基因表達方法

有效

• 申請號: 201610868854.0
• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN107881172B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 李麗麗;陳利紅;李甜甜;高利芬;周俊飛;彭海
• 申請（專利權）人: 江漢大學
• 主分類號: C12N15/113
• 分類號: C12N15/113;C12N15/82
• 代理公司: 深圳市合道英聯專利事務所(普通合伙) 44309
• 代理人: 廉紅果;譚雪婷

本發明涉及一種逆境誘導型啟動子序列，包含SEQ ID NO:1的1388bp的DNA核苷酸序列，屬于植物基因工程技術領域。本發明還提供了一種逆境誘導型啟動子植物表達載體及使植物在低溫、干旱和鹽誘導下表達目標基因的方法，可將目標基因替換GUS基因插入到含有本發明啟動子的植物表達載體中，將該重組載體導入目標植物；SEQ ID NO:2和SEQ ID NO:3為PCR引物，分別包含EcoRⅠ和HindⅢ酶切位點，所述引物適用于擴增含SEQ ID NO:1的DNA序列；本發明可用于啟動冷、干旱和鹽脅迫下外源基因的高效表達，適用于植物遺傳育種改良研究。

技術領域

本發明涉及基因工程技術領域，具體涉及一種逆境誘導型啟動子、逆境誘導型啟動子表達載體及誘導目標基因表達方法。

背景技術

低溫冷害、干旱和土壤鹽漬化是限制農業生產、威脅糧食安全的重要災害，尤其是春秋季節的寒潮和作物生長關鍵期的干旱能夠導致農作物的大面積受損，造成嚴重的減產。因此，除了加強對低溫、干旱和鹽害的防御技術研究之外，通過植物基因工程技術手段，使抗逆基因在作物中進行表達，以提高作物對逆境脅迫的抗性，減少低溫、干旱和高鹽對作物造成的嚴重傷害，已成為農作物育種的一個重要手段。

目前植物中的基因表達調控主要包含DNA水平調控、轉錄水平調控、轉錄后水平調控、翻譯水平調控以及翻譯后水平調控。啟動子是位于轉錄起始位點前的一段DNA序列，能夠活化RNA聚合酶，使其與模板DNA準確結合，從而起始相關基因轉錄，并且啟動子上有許多順式作用元件，通過與反式作用因子相互作用，可以調控下游靶基因的表達，是轉錄水平調控中的關鍵步驟。

研究發現植物啟動子主要有組成型啟動子、組織特異型啟動子和誘導型啟動子。其中組成型啟動子在植物的整個發育階段均能穩定啟動基因表達，不受外界環境誘導而發生劇烈變化；組織特異型啟動子能夠在特定的時期、特定的組織中啟動基因的表達；誘導型啟動子則能夠根據不同的環境脅迫或激素刺激等誘導基因的表達，進而增強植物對不利環境條件的防御能力，保護植株的正常生理代謝和生長發育。目前在植物轉基因研究中最常使用的是組成型啟動子，常見的有花椰菜花葉病毒CaMV 35S啟動子、水稻肌動蛋白Actin啟動子和玉米泛素Ubiquitin啟動子，其中CaMV 35S啟動子主要應用于雙子葉植物的轉基因研究中，Actin和Ubiquitin啟動子多用于單子葉植物中，尤其是在水稻和玉米轉基因研究中Ubiquitin啟動子被廣泛用于驅動外源基因表達。雖然組成型啟動子在啟動外源基因表達時具有穩定、高效和廣譜等優點，但是由于在植物整個生長發育過程中高效、持續表達目標基因，容易造成蛋白的過量表達，不僅造成了能量上的浪費，同時也容易影響植物自身的生理平衡，進而可能影響到產量。因此，越來越多的研究者將研究重點轉向了在特定條件下誘導表達的誘導型啟動子和在特定部位、特定時期表達的組織特異型啟動子，以緩解由異源蛋白的過量表達而對植物生長造成的傷害。