[發(fā)明專利]一種AaWBC1基因啟動子及其功能驗證方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810238751.5
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN108441495B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐克軒;王宇婷;付雪晴;謝利輝;沈乾;趙靜雅;孫小芬
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: C12N15/113
• 分類號: C12N15/113;C12N15/82;C12Q1/6895;A01H5/00;A01H6/14
• 代理公司: 上海旭誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

本發(fā)明公開了一種AaWBC1基因啟動子，該啟動子能調(diào)控AaWBC1基因在青蒿分泌型腺毛中特異表達(dá)，所述啟動子的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。同時本發(fā)明公開了一種AaWBC1基因啟動子及其功能驗證方法和應(yīng)用。本發(fā)明提供的啟動子能引導(dǎo)報告基因在植物分泌型腺毛中特異表達(dá)，對利用植物腺毛組織表達(dá)和生產(chǎn)代謝產(chǎn)物的基因工程育種具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種啟動子(proWBC1)及其應(yīng)用，尤其涉及一種在青蒿分泌型腺毛中特異表達(dá)的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因啟動子及其在基因工程技術(shù)領(lǐng)域的用途。

背景技術(shù)

青蒿(Artemisia annua L.)是菊科蒿屬的一年生草本植物，植株有濃烈的揮發(fā)性香氣，是我國傳統(tǒng)的中草藥，青蒿素是從其地上部分分離的一種含有過氧橋結(jié)構(gòu)的倍半萜內(nèi)酯化合物，對于腦型瘧疾和抗氯喹瘧疾具有速效和低毒的特點。目前，青蒿素聯(lián)合療法(ACTs)是世界衛(wèi)生組織推薦的最有效的治療瘧疾的方法。另外，青蒿素及其衍生物還具有抗紅斑狼瘡、抗炎、抗腫瘤以及免疫調(diào)節(jié)的功能，是一種極具潛力的天然廣譜性藥物。植物青蒿葉片、花蕾、莖稈等組織表面有兩種表皮細(xì)胞特化的結(jié)構(gòu)：分泌型腺毛(glandularsecretory trichome，GST)和非分泌型腺毛(T shape trichome，TST)，兩種腺毛對于植物的生長、發(fā)育、防御、花粉傳播等都起到至關(guān)重要的作用，與青蒿素含量的高低也密切相關(guān)。而分泌型腺毛是大量次生代謝物的累積場所，青蒿素也被認(rèn)為儲存于此處。但其青蒿素在植物青蒿中的含量低，尚無法完全滿足全球的市場需求。

ABC(ATPbinding cassette)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白是一大類非常多樣化的超級家族，大部分ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白直接參與到各種分子的跨膜運(yùn)輸。角質(zhì)層單體在表皮細(xì)胞內(nèi)合成并沉積在表皮外，ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白中WBC(white–brown complex)亞家族的部分轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白參與角質(zhì)層合成單體的運(yùn)輸。植物WBC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白與人類ABCG轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(例如ABCG2,5和8)顯示出高度相似性，而人類ABCG亞家族成員被認(rèn)為是重要的脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。AaWBC1是從青蒿中克隆得到的一個WBC亞家族的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。啟動子是位于結(jié)構(gòu)基因5'端上游的特定核酸序列，能夠調(diào)控下游基因的表達(dá)，通過順式作用元件和反式作用因子的相互作用來發(fā)揮其特定的功能。啟動子一共分三種：組成型啟動子、特異型啟動子、誘導(dǎo)型啟動子。在青蒿基因工程研究中，目前所采用的啟動子大多數(shù)是組成性的啟動子，這類啟動子能夠驅(qū)動基因在植物所有的組織和器官中表達(dá)，會導(dǎo)致植物體內(nèi)代謝的浪費(fèi)，還可能對植物的正常生長造成一定的負(fù)擔(dān)和危害。由于分泌型腺毛特異表達(dá)的啟動子對于植物的腺毛系統(tǒng)進(jìn)行遺傳操作，可以克服組成型啟動子的種種弊端。因此，克隆AaWBC1基因的啟動子對利用植物腺毛組織表達(dá)和生產(chǎn)代謝產(chǎn)物的基因工程育種具有重要意義。經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，尚未發(fā)現(xiàn)有與本發(fā)明的AaWBC1基因啟動子序列相關(guān)的報道。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種青蒿分泌型腺毛中特異表達(dá)基因(AaWBC1)啟動子。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種調(diào)控基因在青蒿分泌型腺毛中特異表達(dá)的啟動子，能特異性地在分泌型腺毛組織啟動并表達(dá)外源基因。具體為一種AaWBC1基因的啟動子，即青蒿中一個ABC(ATPbinding cassette)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白中WBC(white–brown complex)亞家族的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的啟動子。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種AaWBC1基因啟動子，其特征在于，所述AaWBC1基因啟動子的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

進(jìn)一步地，所述AaWBC1啟動子能調(diào)控AaWBC1基因在青蒿分泌型腺毛中特異性表達(dá)。

進(jìn)一步地，所述啟動子為特異性啟動子，能夠代替組成型啟動子引導(dǎo)外源基因在植物青蒿分泌型腺毛中特異表達(dá)。

進(jìn)一步地，所述AaWBC1基因啟動子為誘導(dǎo)型啟動子。