[發明專利]一種海藻內源溫度誘導型啟動子及其應用

有效

• 申請號: 201910242687.2
• 申請日: 2019-03-28
• 公開（公告）號: CN109837280B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 姜鵬;吳春輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院海洋研究所
• 主分類號: C12N15/113
• 分類號: C12N15/113;C12N15/79
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 李穎

本發明屬于海藻基因工程技術領域，涉及一種海藻內源溫度誘導型啟動子及其應用。啟動子含共存的高溫熱激元件HSE和低溫冷激元件LTR。本發明采用染色體步移、基因克隆、DNA測序等技術得到大型海藻滸苔熱激蛋白70基因(hsp70)啟動子，具有SEQ ID NO:1所示的序列；進一步通過缺失突變和遺傳轉化鑒定了啟動子內負責高、低溫響應的順式元件及其互作機制；在此基礎上將克隆的熱激蛋白70基因啟動子插入報告基因GUS上游，構建轉化載體導入滸苔葉狀體檢測到外源基因GUS基因的溫度誘導表達。該技術可以提高滸苔轉基因的可控性和生物安全性，對藻種的品種改良以及基因工程產品開發都具有重要意義。

技術領域

本發明屬于海藻基因工程技術領域，涉及一種海藻內源溫度誘導型啟動子及其應用。

背景技術

大型海藻屬于低等植物，主要包括綠藻、褐藻與紅藻。其中許多經濟種類已實現規模化人工栽培，例如綠藻類的滸苔、石莼與礁膜，褐藻類的海帶、裙帶菜、羊棲菜，以及紅藻類的紫菜、紅毛菜、江蘺、石花菜和麒麟菜。目前全球大型海藻栽培總面積超過三百萬畝，年產量超過600萬噸鮮重，除部分作為營養食品外，也用于碘、甘露醇、藻膠等重要化工原料、以及海洋藥物與蛋白試劑的提取原料，具有很高的經濟價值。

以大型海藻為對象建立遺傳操作技術，既可以改變其經濟性狀，獲得抗病抗逆的藻類新品種、提高產量和質量等，也可以將其開發成為具有海洋特色的表達系統，低成本地生產高附加值產品，如口服疫苗和藥物等。大型海藻表達系統與其他表達系統(如大腸桿菌、酵母、哺乳動物和高等植物)相比，具有光合自養成本低廉、不占用耕地、養殖密度大等優勢，并有著突出的海洋特色。為了實現上述目標，迫切需要發展高效、安全的海藻基因工程技術與全套方法。其中，針對導入基因的高效、安全和可控表達，啟動子是一個重要的載體元件。啟動子根據調控方式的不同，又分為組成型、誘導型和組織特異型啟動子。

誘導型啟動子是基因工程研究中的重要元件。與組成型啟動子相比，誘導型啟動子不僅能高效啟動外源基因的表達，而且還能夠精確調控外源表達的持續時間；與組織特異型啟動子相比，誘導型啟動子不會局限在特定的組織表達，具有應用的廣泛性。目前基因工程研究以及商業化使用最廣泛的大腸桿菌乳糖操縱子就屬于這類啟動子。因此，對于大型海藻基因工程來說，開發內源誘導型啟動子非常重要。

發明內容

針對海藻基因工程對藻類自身來源誘導型啟動子的需求，本發明的目的是提供一種海藻內源溫度誘導型啟動子及其應用。

為實現上述目的，本發明采用技術方案為：

一種海藻內源溫度誘導型啟動子，啟動子含共存的高溫熱激元件HSE和低溫冷激元件LTR。

所述高溫熱激元件HSE為滸苔熱激蛋白70基因起始密碼子ATG上游-179至-167所示的核苷酸；

所述低溫冷激元件LTR為滸苔熱激蛋白70基因起始密碼子ATG上游-999至-994所示的核苷酸。

所述啟動子為SEQ ID NO:1所示核苷酸序列；

對SEQ ID NO:1所示核苷酸序列進行一個或多個核苷酸的取代、缺失或添加所獲得；

或，與序列表中SEQ ID NO:1限定的核苷酸序列具有90％以上同源性且具有轉錄起始作用的核苷酸序列。

所述啟動子系從海洋綠藻中獲得。

所述啟動子系從石莼屬(Ulva)植物滸苔(Ulva prolifera)中獲得。

一種海藻內源溫度誘導型啟動子的應用，所述啟動子在高(35-40℃)、低溫(10℃)雙向調控進行誘導高效表達中的應用。

所述啟動子在滸苔遺傳育種中的應用。

所述啟動子在海藻品質改良和構建海藻表達系統中的應用。