[發明專利]啟動子GmLCLa1在調控基因響應脫落酸處理和水分脅迫中的應用

有效

• 申請號: 202011446586.6
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112481264B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 徐小冬;謝啟光;袁力
• 申請（專利權）人: 河南大學
• 主分類號: C12N15/113
• 分類號: C12N15/113;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/54
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 商秀玲

本發明涉及植物基因工程技術領域，具體涉及啟動子GmLCLa1在調控基因響應脫落酸處理和水分脅迫中的應用。本發明提供一種能夠響應脫落酸處理或水分脅迫的大豆啟動子GmLCLa1，該啟動子的活性受脫落酸激素信號、水分脅迫和生物鐘共同調控，具有調控基因在脫落酸處理或水分脅迫條件下近日節律表達顯著上調的功能，在植物的水分脅迫響應和基因表達調控中具有較高的應用價值。

技術領域

本發明涉及植物基因工程技術領域，具體涉及啟動子GmLCLa1在時間特異性精細調控基因響應脫落酸處理和水分脅迫中的應用。

背景技術

水分是大豆等植物生長發育過程中的關鍵環境因素。充足的水分供給對于大豆的產量至關重要，尤其是在花期和灌漿期，水分脅迫會導致大豆減產30％-80％。脫落酸(ABA)調控種子休眠與萌發、氣孔閉合、植株生長與衰老以及多種生物和非生物脅迫等過程，是植物響應水分脅迫過程中的重要激素。開發響應水分脅迫和脫落酸表達的啟動子對于植物對水分脅迫的響應調節具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是提供能夠響應脫落酸處理或水分脅迫并時間特異性精細調控基因呈現近日節律性表達的大豆啟動子。

為實現上述目的，本發明對大豆多個功能基因的上游序列(啟動子區)進行了大量篩選，本發明發現，GmLCLa1基因的上游序列能夠響應水分脅迫和脫落酸處理上調基因表達，而且，還能夠在水分脅迫和脫落酸處理條件下保持近日節律性表達。本發明還發現選取GmLCLa1基因上游不同長度的序列片段，其對于水分脅迫、脫落酸處理的響應以及節律性表達的相位和表達強度明顯不同，其中，如SEQ ID NO.1所示的啟動子可驅動基因在水分脅迫條件下高水平近日節律性表達，表達振幅升高約1倍；驅動目標基因在脫落酸處理后，在清晨時間段表達水平上調約1倍，而在夜間維持低水平表達。該啟動子能夠驅動目標基因在脫落酸處理或水分脅迫條件下，時間特異性微調基因表達，使得目標基因發揮功能更具有靶向性，降低目標基因過量表達的負面效應。與現有技術中對水分脅迫或脫落酸處理響應十分劇烈的啟動子、能夠響應水分脅迫和ABA的但不具有驅動基因呈現近日節律性表達功能的啟動子、以及能夠調控基因呈現近日節律性表達，但并不響應水分脅迫或脫落酸處理的啟動子相比，本發明提供的啟動子GmLCLa1的功能具有顯著進步。

具體地，本發明提供以下技術方案：

第一方面，本發明提供啟動子GmLCLa1或含有所述啟動子GmLCLa1的表達盒、載體或微生物在調控基因在植物中響應脫落酸處理表達中的應用。

優選地，所述應用為調控基因響應脫落酸處理上調表達。

第二方面，本發明提供啟動子GmLCLa1或含有所述啟動子GmLCLa1的表達盒、載體或微生物在調控基因在植物中響應水分脅迫表達中的應用。

優選地，所述應用為調控基因響應水分脅迫上調表達。

第三方面，本發明提供啟動子GmLCLa1或含有所述啟動子GmLCLa1的表達盒、載體或微生物在調控基因在植物中響應脫落酸處理調控近日節律表達水平中的應用。

優選地，所述應用為調控基因在植物中響應脫落酸處理近日節律表達水平上調。

第四方面，本發明提供啟動子GmLCLa1或含有所述啟動子GmLCLa1的表達盒、載體或微生物在調控基因在植物中響應水分脅迫調控近日節律表達水平中的應用。

優選地，所述應用為調控基因在植物中響應水分脅迫近日節律表達水平上調。

第五方面，本發明提供啟動子GmLCLa1或含有所述啟動子GmLCLa1的表達盒、載體或微生物在調控植物響應脫落酸處理或水分脅迫的性狀中的應用。

第六方面，本發明提供啟動子GmLCLa1或含有所述啟動子GmLCLa1的表達盒、載體或微生物在制備植物響應脫落酸處理或水分脅迫的性狀改變的轉基因植物中的應用。