[發明專利]生物逆境誘導型啟動子PBBI7及其應用

有效

• 申請號: 202011080544.5
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112175952B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 李昌焱;林擁軍;陳浩;凌飛
• 申請（專利權）人: 武漢天問生物科技有限公司
• 主分類號: C12N15/113
• 分類號: C12N15/113;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/46
• 代理公司: 北京睿博行遠知識產權代理有限公司 11297
• 代理人: 劉桂榮

本發明涉及植物基因工程技術領域，公開了一種生物逆境誘導型啟動子及應用。生物逆境誘導型啟動子PBBI7在不同的生物逆境危害的條件下可以顯著提高下游基因的表達水平，在水稻抗逆基因工程育種中具有良好的應用價值。

技術領域

本發明涉及植物基因工程技術領域，特別是涉及一種生物逆境誘導型啟動子PBBI7及應用。

背景技術

植物在生長過程中，會受到多種病蟲害如白葉枯病菌、褐飛虱以及二化螟等生物逆境的侵害。利用抗性基因資源改良植物的抗性，是預防病蟲害同時又保護環境的根本出路。采用轉基因技術將抗性基因導入植物是改良農作物抗病蟲性的主要途徑之一。但是目前的基因工程體系存在一些不足，很重要的一點是轉化載體中使用的啟動子大多是組成型過量表達啟動子，如玉米Ubiquitin啟動子和CaMV35S啟動子。這不僅給植物體帶來代謝負擔，使植物在不需要發生抗病蟲反應時大量表達外源蛋白或mRNA，造成了浪費；嚴重的還造成了植物體生理和代謝的紊亂，致其產生變異或死亡。

使用特異誘導性啟動子調控目標基因的表達很有必要。啟動子是一段對基因表達起調控作用的DNA片段。啟動子在原核生物和真核生物中均存在，它是一段對基因轉錄的時間、空間和表達量起調控作用的DNA序列。在原核和真核生物中，啟動子的結構有所不同。真核生物有三種RNA聚合酶，每一種都有其識別的不同啟動子。RNA聚合酶II負責蛋白質基因和部分snRNA基因的轉錄，結構最為復雜。人們比較了上百個聚合酶II識別的真核啟動子的序列，發現了一些共同的結構。如1)帽子位點，即轉錄起始位點，其堿基大多為A，兩側各有若干個嘧啶核苷酸，其中A為轉錄起點。2)TATA框，又稱Hogness框或Goldberg-hogness框，其一致序列為：TATAAAA或TATATAT，而在它的兩側由富含G和C堿基對的序列組成。TATA框決定了轉錄起始點的選擇，它是RNA聚合酶和DNA鏈結合的部位。3)CAAT框，其一致序列為GGC(T)CAATCT。該框的堿基一旦缺失或突變，將會造成轉錄效率的急劇降低，CAAT框可能控制著轉錄起始的頻率。4)增強子(enhancer)，又稱為遠上游序列，一般都在-100bp以上，它對依賴和不依賴TATA框的轉錄均有增強轉錄的作用。另外，不同的啟動子上還有其他不同的順式(cis)調控元件，它們是反式(trans)調控因子或轉錄調控蛋白的結合位點。不同的反式調控因子/轉錄調控蛋白特異性的與順式調控元件結合，對基因的表達時間、空間或表達量進行特異性的調控。

特異性的啟動子一般分為兩類，一類是受誘導表達的特異啟動子，稱之為誘導型啟動子，另一類是組織特異性表達的啟動子，稱之為組織特異型啟動子。誘導型的啟動子對外界的某些物質，如蟲害、病原物、化學物質或逆境作出反應，啟動植物體內相應的基因表達。組織特異型的啟動子則驅動基因在特定的組織中表達。特異性的啟動子可避免基因過量表達對植物體產生傷害。因此，利用水稻來源的生物逆境誘導表達的啟動子驅動抗性基因的表達，是改良水稻抗病蟲性的最佳選擇之一。

發明內容

本發明通過克隆一個水稻基因Os01g03390啟動子PBBI7的DNA片段，對水稻中分離克隆的生物逆境誘導表達啟動子PBBI7區段進行功能驗證，并利用這個啟動子調控水稻抗病蟲基因的表達，從而改良水稻的抗病蟲性。

本發明提供的生物逆境誘導型啟動子包含SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列。

本發明還提供了一種遺傳構建體，包含：

(a)本發明上述啟動子；和

(b)與(a)所述啟動子有效連接的異源核酸序列；和任選的

(c)3'轉錄終止子。

如此處使用的術語“遺傳構建體”指通過遺傳工程制得的核酸。