[發明專利]組織特異性啟動子及其應用和包含啟動子的載體與轉化子

有效

• 申請號: 202010083120.8
• 申請日: 2020-02-08
• 公開（公告）號: CN111269913B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 王倩;毛靜靜;貊志杰;史素娟;徐方正;安璐璐
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院煙草研究所
• 主分類號: C12N15/113
• 分類號: C12N15/113;C12N15/84;A01H5/12;A01H5/04;A01H6/82
• 代理公司: 濟南方宇專利代理事務所(普通合伙) 37251
• 代理人: 史長敏

本發明涉及一種驅動基因在植物韌皮部表達的啟動子及其應用，含有該啟動子的表達載體及轉基因植物材料，還涉及相關載體及轉基因植物材料在植物基因功能研究中的應用。本發明從普通煙草基因組中獲得了一段基因的啟動子，隨后構建了由該啟動子驅動報告基因β?葡萄糖苷酸酶基因表達的重組載體，將構建的重組載體轉化普通煙草，經過多代抗性篩選，獲得單拷貝插入的轉基因純合株系；對所獲得的轉基因純合植株進行GUS組織化學染色實驗，該啟動子驅動GUS報告基因只在煙草的莖和葉脈的韌皮部中特異表達。該發明可應用于植物基因韌皮部定位表達、誘導目的基因在韌皮部中特異高效表達等相關基因功能研究。

技術領域

本發明涉及基因工程及分子生物學領域，特別是指一種組織特異性啟動子及包含該啟動子的載體和轉化子。

背景技術

隨著分子生物學的不斷發展，轉基因技術已經成為研究基因功能不可或缺的手段。轉基因技術是將人工分離和修飾過的外源基因導入到目的生物體的基因組中，從而達到改變生物性狀的目的。自從1980年代首次獲得轉基因植物以來，在解決人類面臨的糧食、能源和環境危機等方面植物基因工程發揮了重要作用，并展現出了良好的前景。但是在基因工程技術的發展過程中難免會遇到問題，例如：對靶標基因表達的時間(發育階段的特異性)和空間(組織器官的特異性)的控制不夠精確，或者由于啟動子對目的基因表達的誘導作用過大，導致目的基因表達量過高，從而影響植物的生長發育。而且，由于啟動子序列的高同源性，在多基因轉化過程中重復使用相同的啟動子則可能會導致基因沉默。

基因表達需要激活劑，其激活劑就是啟動子。啟動子決定了目的基因表達的時間、空間以及表達量，是轉基因工程中的關鍵因素。啟動子是可以被RNA聚合酶識別并與之結合的一段DNA序列，能夠起始基因的轉錄過程。它含有RNA聚合酶特異性結合和轉錄起始所需的保守序列，位于結構基因5'端上游區域，啟動子本身不被轉錄。啟動子一般由兩部分組成：一部分是核心啟動區，是形成普遍性轉錄結構所必須的，包括轉錄起始點及鄰近的TATA框；另一部分是決定基因轉錄特異性和活性的區域，由許多保守序列組成，這些保守序列之間存在著較大的差異。最早廣泛使用的一類啟動子屬于組成型啟動子，這類啟動子在所有的組織中都啟動基因表達，具有持續性，沒有時空特異性從而很難達到定向改變植物形狀的目的，往往會產生一些意料之外的結果，甚至會造成一些負面影響。另外，組成型啟動子在時空上的持續表達，也會造成植物營養的浪費。

現有技術中，有關韌皮部特異表達啟動子的相關研究甚少，因此分離克隆到這樣的啟動子，提供一種在轉基因煙草韌皮部中特異表達外源基因的方法，對于現代轉基因技術具有十分重要的意義。

發明內容

本發明提出一種，本發明所要解決的技術問題是針對現有的技術中，植物轉基因技術中的啟動子誘導外源基因的表達沒有器官和組織特異性的缺點，提供一種能夠特異誘導外源基因在植物韌皮部表達的啟動子，該啟動子序列能夠誘導外源目的基因在植物韌皮部中的高水平表達。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種組織特異性啟動子，所述啟動子驅動基因在植物韌皮部表達，所述啟動子的核苷酸序列為SEQ ID NO.1。

進一步，所述啟動子驅動煙草類鈣調神經素B亞基蛋白5(NtabCBL5)基因在植物韌皮部表達，所述啟動子為ProNtabCBL5。

進一步，植物韌皮部為植物莖和葉脈韌皮部。

一種植物表達載體，所述的啟動子。

進一步，所述植物表達載體為pBI101-ProNtabCBL5::GUS。

一種轉化子，所述的啟動子或包含所述的植物表達載體或包含述啟動子的宿主或包含所述植物表達載體的宿主。

進一步，所述轉化子為細胞系或愈傷組織或轉基因植株。

進一步，所述宿主為根癌農桿菌。