[發(fā)明專利]一種植物的干旱誘導(dǎo)型啟動(dòng)子PvHVA1-pro及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810101486.6
• 申請(qǐng)日: 2018-02-01
• 公開（公告）號(hào): CN108165552B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐彬;文武武;李慧;張敬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N15/113
• 分類號(hào): C12N15/113;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/46
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司 32218
• 代理人: 杜靜;徐冬濤

本發(fā)明公開一種植物的干旱誘導(dǎo)型啟動(dòng)子PvHVA1?pro及其應(yīng)用，該啟動(dòng)子具有SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列，或具有與SEQ ID NO.1所示序列互補(bǔ)的核苷酸序列，或與SEQ ID NO.1所示核苷酸序列具有75％以上同源性，且同樣具有啟動(dòng)功能的DNA分子。本發(fā)明的干旱誘導(dǎo)型啟動(dòng)子PvHVA1?pro可以啟動(dòng)干旱調(diào)控相關(guān)目的基因的表達(dá)，可以培育抗干旱的植物品種，可以應(yīng)用于植物遺傳改良，對(duì)干旱調(diào)控研究也具有重要的意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及植物生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種植物的干旱誘導(dǎo)型啟動(dòng)子PvHVA1-pro及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

啟動(dòng)子是能夠調(diào)控其自身基因表達(dá)的一段DNA序列，通過被轉(zhuǎn)錄因子和RNA聚合酶識(shí)別，起始由RNA聚合酶催化的基因轉(zhuǎn)錄。啟動(dòng)子能夠控制基因的表達(dá)水平、表達(dá)部位及表達(dá)方式。啟動(dòng)子主要分為組成型啟動(dòng)子，組織特異性啟動(dòng)子和誘導(dǎo)型啟動(dòng)子。組成型啟動(dòng)子，如花椰菜花葉病毒35S啟動(dòng)子、激動(dòng)蛋白啟動(dòng)子和玉米泛素啟動(dòng)子等，這類啟動(dòng)子在植物體內(nèi)持續(xù)、高效表達(dá)時(shí)，會(huì)對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育造成不利影響。

誘導(dǎo)表達(dá)或組織特異性啟動(dòng)子可啟動(dòng)基因在特定環(huán)境下或植物組織的特定部位表達(dá)，避免外源基因的不必要表達(dá)，從而節(jié)約植物體的整體能量消耗。誘導(dǎo)型啟動(dòng)子在植物的正常適宜生長(zhǎng)條件下啟動(dòng)活性很低甚至不啟動(dòng)下游轉(zhuǎn)錄，但受到外界脅迫時(shí)，又可高效地啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄。因此，誘導(dǎo)型啟動(dòng)子對(duì)植物更好地適應(yīng)自然環(huán)境并保持正常生長(zhǎng)至關(guān)重要。其中，干旱誘導(dǎo)型啟動(dòng)子是指在水分缺乏時(shí)，可以誘導(dǎo)干旱相關(guān)基因在短時(shí)間內(nèi)得到大量表達(dá)，從而去適應(yīng)環(huán)境中出現(xiàn)的缺水狀況的啟動(dòng)子。因此，啟動(dòng)子作為轉(zhuǎn)錄水平上重要的調(diào)控元件，在基因工程領(lǐng)域開發(fā)和利用高效特異的啟動(dòng)子具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

我國(guó)水資源時(shí)空分布不平衡，提高植物耐旱性和水分利用效率對(duì)于作物育種具有重要意義。雖然許多基因能夠有助于植物的耐旱性，但過量表達(dá)這些抗旱基因，容易導(dǎo)致植株矮化、生物產(chǎn)量降低等問題。因此，如何能夠有效提高植物的耐旱性，且對(duì)植物在水分充足時(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育沒有不利影響是目前提高植物耐旱性要解決的重要問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種干旱誘導(dǎo)型啟動(dòng)子，可使外源目的基因只在干旱誘導(dǎo)下特異表達(dá)，對(duì)于植物在水分充足時(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育沒有不利影響，具有非常重要的應(yīng)用潛力。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明提供了一種柳枝稷干旱誘導(dǎo)表達(dá)的啟動(dòng)子。

本發(fā)明所提供的干旱誘導(dǎo)型啟動(dòng)子，名稱為PvHVA1-pro。該啟動(dòng)子具有SEQ IDNO.1所示的核苷酸序列，或具有與SEQ ID NO.1所示序列互補(bǔ)的核苷酸序列，或與SEQ IDNO.1所示核苷酸序列具有75％以上同源性，且同樣具有啟動(dòng)功能的DNA分子。

優(yōu)選的，該啟動(dòng)子具有SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列，或具有與SEQ ID NO.1所示序列互補(bǔ)的核苷酸序列，或與SEQ ID NO.1所示核苷酸序列具有90％以上同源性，且同樣具有啟動(dòng)功能的DNA分子。

該啟動(dòng)子是從柳枝稷中克隆得到，也可通過人工合成方法獲得，由1821個(gè)核苷酸組成。

凡是經(jīng)過人工修飾的，與本發(fā)明分離得到SEQ ID NO.1的核苷酸序列具有75％或者更高同一性且具有啟動(dòng)功能的DNA分子，均是衍生于本發(fā)明的核苷酸序列并且等同于本發(fā)明的核苷酸序列。

本發(fā)明還提供一種包括所述啟動(dòng)子PvHVA1-pro的重組表達(dá)載體。

本發(fā)明所述重組表達(dá)載體為在原始載體的多克隆位點(diǎn)引入干旱調(diào)控相關(guān)基因，并在干旱調(diào)控相關(guān)基因前插入啟動(dòng)子PvHVA1-pro。例如在原始載體的多克隆位點(diǎn)引入水通道蛋白基因PvPIP2，并在基因PvPIP2前插入啟動(dòng)子PvHVA1-pro，由該干旱誘導(dǎo)型啟動(dòng)子PvHVA1-pro驅(qū)動(dòng)水通道蛋白基因PvPIP2的植物表達(dá)載體。該水通道蛋白被證明在柳枝稷中過量表達(dá)可以顯著提高其耐旱性。