[發(fā)明專利]一種來(lái)源于番茄的干旱和/或高鹽誘導(dǎo)啟動(dòng)子SlWRKY8P及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710287378.8
• 申請(qǐng)日: 2017-04-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107012147B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高永峰;劉繼愷;姚銀安;劉燕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N15/113
• 分類號(hào): C12N15/113;C12N15/82;C12N5/10;C12N1/21;C12N15/11;C12N15/10;A01H5/00;A01H6/82;C12R1/19;C12R1/01
• 代理公司: 成都方圓聿聯(lián)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51241
• 代理人: 曹少華

本發(fā)明公開(kāi)了一種來(lái)源于番茄的干旱和/或高鹽誘導(dǎo)啟動(dòng)子SlWRKY8P及其應(yīng)用，屬于生物技術(shù)和植物基因工程領(lǐng)域，所述啟動(dòng)子SlWRKY8P的核苷酸序列為(a)或(b)或(c)所示；其中(a)具有SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列；(b)為與SEQ ID NO:1所示核苷酸序列具有75％以上一致性，且具有啟動(dòng)子功能的DNA分子；(c)為在高嚴(yán)謹(jǐn)條件下與(a)或(b)所述的核苷酸序列雜交且具有啟動(dòng)子功能的DNA分子。本發(fā)明的SlWRKY8P可作為構(gòu)建植物表達(dá)載體的元件，將其連接在目的基因之前，使目的基因的表達(dá)受干旱和/或高鹽誘導(dǎo)。因此，本發(fā)明提供的啟動(dòng)子SlWRKY8P通過(guò)啟動(dòng)目的基因在干旱和/或高鹽脅迫下的高表達(dá)，對(duì)提高轉(zhuǎn)基因植物對(duì)干旱和/或高鹽的耐受性具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物技術(shù)和植物基因工程領(lǐng)域，具體涉及一種來(lái)源于番茄的干旱和/或高鹽誘導(dǎo)啟動(dòng)子SlWRKY8P及其應(yīng)用，該啟動(dòng)子能夠驅(qū)動(dòng)目的基因在干旱和/或高鹽脅迫條件下在植物中表達(dá)。

背景技術(shù)

我國(guó)是世界三大番茄種植區(qū)域之一，出口占世界貿(mào)易量30％，而我國(guó)的番茄種植地主要分布在新疆、內(nèi)蒙古和甘肅(馬貞，2013)。近年來(lái)由于該類地區(qū)生態(tài)環(huán)境日益惡化和極端天氣頻發(fā)，如干旱、高溫、土地鹽堿化和沙漠化等逆境脅迫，嚴(yán)重影響了番茄的種植與生產(chǎn)，進(jìn)而給番茄生產(chǎn)造成了重大損失(李景富，2011)。因此，培育和推廣抗逆品種是保證番茄穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的有效途。利用植物自身的抗逆基因,通過(guò)常規(guī)育種和分子標(biāo)記輔助育種方法可以培育抗逆新品種，然而，抗性基因在種屬間的利用具有一定的局限性，比如說(shuō)水稻的抗逆基因就不能在番茄中應(yīng)用。轉(zhuǎn)基因工程技術(shù)的出現(xiàn)克服上述局限，為作物抗逆育種開(kāi)辟一條新途徑。

植物基因調(diào)控主要是在轉(zhuǎn)錄水平上進(jìn)行的，受多種順式作用元件和反式作用因子的相互協(xié)調(diào)。植物基因啟動(dòng)子是重要的順式作用元件。它是位于結(jié)構(gòu)基因5’端上游區(qū)域調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄的一段DNA序列，能活化RNA聚合酶，使之與模板DNA準(zhǔn)確地結(jié)合，確保轉(zhuǎn)錄精確而有效地起始，是轉(zhuǎn)錄調(diào)控的中心，根據(jù)基因的表達(dá)情況，可將啟動(dòng)子分為兩類：組成型啟動(dòng)子和特異性啟動(dòng)子。組成型啟動(dòng)子能在所有細(xì)胞、任何時(shí)候進(jìn)行轉(zhuǎn)錄；特異性啟動(dòng)子又可分為組織特異性啟動(dòng)子和誘導(dǎo)型啟動(dòng)子，誘導(dǎo)型啟動(dòng)子平時(shí)不啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄或轉(zhuǎn)錄活性很低，但在某些特定的逆境信號(hào)刺激下,轉(zhuǎn)錄活性能夠顯著地提高。在轉(zhuǎn)基因植物中,組成型啟動(dòng)子持續(xù)過(guò)量地表達(dá)轉(zhuǎn)化的外源基因會(huì)阻礙植物的生長(zhǎng)并且減少其產(chǎn)量(Kasuga et al,1999；Karaba et al,2007)，因?yàn)橥庠椿虻倪^(guò)量表達(dá)往往會(huì)競(jìng)爭(zhēng)植物在正常生長(zhǎng)條件下需要的能量并且阻礙蛋白質(zhì)或者RNA的合成(Rai et al.,2009)。因此，培育抗逆作物新品種最好使用逆境誘導(dǎo)的植物啟動(dòng)子，使外源基因只在脅迫的情況下才大量表達(dá)，這樣不僅會(huì)獲得目的產(chǎn)物、達(dá)到預(yù)定目標(biāo),而且也不會(huì)產(chǎn)生副作用。

目前能應(yīng)用于番茄轉(zhuǎn)基因抗逆研究的誘導(dǎo)型啟動(dòng)子仍然很少，對(duì)于新的相關(guān)逆境誘導(dǎo)啟動(dòng)子的發(fā)現(xiàn)、克隆、順勢(shì)作用元件分析仍然是今后研究的重點(diǎn)，將功能明確且高效的逆境誘導(dǎo)啟動(dòng)子成功應(yīng)用到轉(zhuǎn)基因植物中調(diào)控抗逆基因的表達(dá)是植物抗逆基因工程的研究方向。目前研究表明，WRKY家族中逆境相關(guān)基因往往對(duì)多種逆境脅迫響應(yīng)，這大部分是由于該類基因啟動(dòng)子上含有多種逆境脅迫相關(guān)的順式作用元件(Eulgem et al.,2007)。我們?cè)诜阎械难芯堪l(fā)現(xiàn)，番茄中存在81個(gè)SlWRKY基因，并通過(guò)基因芯片和實(shí)時(shí)熒光定量PCR分析鑒定出了其中的27個(gè)SlWRKY基因分別受到6種不同的生物逆境(病原菌)和非生物逆境(干旱、高鹽)的誘導(dǎo)表達(dá)(Huang et al.,2012)。因此通過(guò)對(duì)上述逆境相關(guān)的WRKY家族基因啟動(dòng)子的研究可以得到多種與脅迫相關(guān)的關(guān)鍵DNA片段和順式作用元件，對(duì)構(gòu)建有效的逆境誘導(dǎo)型啟動(dòng)子有重要意義。

為此，本發(fā)明人經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)來(lái)源于番茄的干旱和/或高鹽誘導(dǎo)的啟動(dòng)子SlWRKY8P，在植物基因工程改造中具有良好的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

1.馬貞.新疆番茄產(chǎn)業(yè)發(fā)展問(wèn)題研究.吉林大學(xué),2013

2.李景富.中國(guó)番茄育種學(xué).中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2011