[發明專利]一種植物熱誘導表達啟動子Posheat5及其應用

有效

• 申請號: 202010619913.7
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111690650B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 許蓉芳;秦瑞英;李娟;劉小雙;廖圣祥
• 申請（專利權）人: 安徽省農業科學院水稻研究所
• 主分類號: C12N15/113
• 分類號: C12N15/113;C12N15/84;C12N5/10;C12N1/21;A01H5/00;A01H6/46;C12R1/01
• 代理公司: 北京律譜知識產權代理有限公司 11457
• 代理人: 黃云鐸

本發明提供一種植物熱誘導表達啟動子Posheat5及其應用。本發明還提供了含有該啟動子的表達盒、植物表達載體、宿主菌和轉化子。具體而言，本發明獲得了上述啟動子并將上述啟動子應用在植物轉基因工程中。本發明提供的啟動子可以在熱誘導的條件下驅動外源基因在植物中表達，適用于單子葉禾谷類植物，尤其能夠驅動外源基因在水稻植株中誘導表達，因此可以用于提高和改善水稻的生長特性，從而培育出理想的耐熱水稻品種。

技術領域

本發明涉及生物技術和植物基因工程技術領域。具體而言，本發明涉及一種植物熱誘導基因表達啟動子及其應用，該啟動子能夠在水稻轉基因調控體系中在熱誘導條件下驅動目標基因在植株中表達。

背景技術

水稻作為全球第三大糧食作物,是約50％世界人口的主要糧食,我國三分之二的人口以水稻為主食,保證我國水稻高產是確保我國糧食安全的重要課題。高溫是制約水稻生產和產量的重要因素，環境脅迫尤其是高溫脅迫對水稻的各個時期都會造成極大損害,從而降低水稻的產量和品質。因此迫切需要發掘水稻耐熱種質資源，培育出水稻耐熱品種。

隨著分子生物學技術以及植物基因工程的迅速發展，利用轉基因技術來改變一些作物的性狀，提高其對外界脅迫條件的耐受性從而增加作物的產量已經成為一種重要的技術。外源基因在轉基因植物中低水平表達和非特異性表達是制約植物基因工程發展的一個重要因素，主要原因是缺少理想的啟動子。

組織特異啟動子由于其表達的空間特異性，可將外源基因在轉基因植物中定位表達，這不但可以降低植物負擔、減輕對作物農藝性狀的影響，而且還能提高外源基因產物在特定部位的濃度，增加轉基因的效果。與組成型表達啟動子相比，誘導型啟動子驅動的外源只在特定的環境或者組織中才高強度表達，因此可以根據實驗需要來控制目的基因的時空表達。盡管已有文獻報道從植物中分離了一些與抗逆有關的誘導特異性表達啟動子，如SalT啟動子和RD29A啟動子等，但在重要農作物水稻中尚未分離到受高溫強烈誘導表達的啟動子用于植物抗逆遺傳工程。因此，挖掘一些特異性表達特別是受高溫誘導的啟動子在改良作物抗逆育種上具有十分重要的意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種驅動外源基因在熱誘導條件下特異性表達，尤其是強表達的啟動子、獲得含有該啟動子序列的轉化子以及該啟動子的應用。其中，本文中所涉及的“植物”是指單子葉植物，例如水稻、小麥、玉米、大麥、高粱或燕麥，優選為水稻。

為了實現上述目的，一方面，本發明提供一種植物熱誘導表達啟動子Posheat5，所述植物熱誘導表達啟動子Posheat5包含序列表中SEQ ID No:1所示的DNA序列。序列表中SEQ ID No:1所示的DNA序列為來源于日本晴水稻(Oryza sativa L cv.Nipponbare)的水稻熱誘導表達啟動子，本文中稱為Posheat5或啟動子Posheat5。

優選地，本發明提供的植物熱誘導表達啟動子Posheat5的DNA序列為SEQ ID No:1所示的序列，即Posheat5或啟動子Posheat5。

另一方面，本發明提供一種植物熱誘導表達啟動子Posheat5，其DNA序列與SEQ IDNo:1所示的DNA序列有至少80％同源性；或者，所述植物熱誘導表達啟動子Posheat5為在SEQ ID No:1所示的DNA序列中添加、取代、插入或缺失一個或一個以上核苷酸生成的突變體或等位基因或衍生物；或者所述植物熱誘導表達啟動子Posheat5具有與SEQ ID No:1所示的DNA序列雜交的產物。這些植物熱誘導表達啟動子Posheat5序列與SEQ ID No:1所示的DNA序列具有相同功能，即驅動目標基因在熱誘導條件下在植物中特異性表達。

本發明所提到的熱誘導指的是對轉基因植株在37度處理24小時，從而通過本發明的啟動子誘導特定基因表達。

另一方面，本發明還提供一種包含上述植物熱誘導表達啟動子Posheat5的表達盒。