[發明專利]一種岷江百合誘導型啟動子PR4及其應用

有效

• 申請號: 202110582109.0
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113174389B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 劉迪秋;海軍;王自娥;鄧婕;梁婷婷;蘇琳琳;曲媛;葛鋒
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C12N15/113
• 分類號: C12N15/113;C12N15/84;A01H5/00;A01H6/82
• 代理公司: 昆明同聚專利代理有限公司 53214
• 代理人: 蘇蕓蕓

本發明公開了一種岷江百合誘導型啟動子PR4及其應用，PR4的核苷酸序列如SEQ?ID?NO:1所示，本發明通過分子生物學和基因工程相關技術研究證實岷江百合啟動子PR4響應幾種植物激素和生物脅迫；將本發明岷江百合啟動子PR4與β?葡萄糖苷酸酶基因構建的融合表達框轉入煙草中表達，通過熒光法定量檢測轉基因煙草的葡萄糖苷酸酶活性，結果表明轉基因煙草在茉莉酸甲酯、水楊酸、尖孢鐮刀菌、鏈格孢、厚垣鐮刀菌處理后葡萄糖苷酸酶活性明顯增強；可見岷江百合啟動子PR4是一種受植物激素和生物脅迫因子的誘導的啟動子，能用于植物抗病基因工程。

技術領域

本發明涉及分子生物學以及基因工程相關研究領域，具體涉及一種誘導型啟動子PR4及其應用。

背景技術

啟動子是位于基因上游區域調控基因轉錄的一段DNA序列，是一種重要的順式調控因子，決定基因轉錄的時空精確性和轉錄效率，從而調控下游基因的表達。啟動子組成包括核心啟動子與上游啟動子元件。核心啟動子由轉錄起始位點、TATA框和5'UTR序列組成。上游啟動子元件包括CAAT框、GC框和一些組成型及特異型元件，這些元件結合相應的蛋白因子能夠提高轉錄效率。植物基因的啟動子按表達方式可分為組成型啟動子、誘導型啟動子和組織特異性啟動子。組織特異型啟動子驅動的基因表達常常只發生在某些特定的器官或組織部位，表現出發育調節的特性。誘導型啟動子通常不啟動基因轉錄或轉錄活性很低，在某些特定信號刺激下，轉錄活性顯著提高。組織特異性啟動子的特異表達不具有絕對性，如絕大部分果實特異性啟動子同時存在乙烯應答元件，故也可看作是乙烯誘導型啟動子。

植物基因工程是將外源基因導入受體細胞，使其與受體染色體整合，改變受體植物遺傳特性的一種方法。它不但可以克服物種間的生殖隔離，還可以大大加快植物育種進程。外源基因的表達必須有啟動子的驅動。傳統的基因工程中使用的大多是組成型啟動子，它在植物的整個生命周期中都高強度表達，有可能導致基因產物過度累積以及隨之而來的代謝紊亂甚至植物死亡。誘導型啟動子是在植物適應環境和長期進化過程中形成的，能夠響應特殊的生物、物理、化學信號，進而提高特定基因轉錄水平，來適應一定范圍內環境變化的一類啟動子。在沒有誘導因子存在的條件下，它控制的編碼基因不表達或本底表達，一旦環境中出現誘導因素，編碼基因表達迅速增加。按照響應環境的不同可以分為生物脅迫誘導的啟動子、物理脅迫誘導的啟動子、化學脅迫誘導的啟動子。誘導型啟動子不但可以避免目的基因的持續表達對植物能量造成過度消耗，而且可以消除基因產物積累對植物本身造成的傷害，成為近年來植物基因工程的研究熱點(楊瑞娟,?白建榮,?李銳等.?誘導型啟動子在植物基因工程中的研究進展.?山西農業科學,?2018,?46(2):?292-298)

誘導型啟動子能按照植物的需求在外界環境改變時或在特定的發育階段接受信號、誘導并提高基因的表達，有利于節約植物自身資源消耗的同時提高植物的抗逆性。誘導型啟動子大多具有以下共同特點：(1)啟動子的活化受物理或化學信號的誘導；(2)具有增強序列、沉默序列或類似功能；(3)感受特異性誘導的序列都有明顯的專一性；(4)部分該類型的啟動子同時具有組織特異性表達的特點(王志新,?趙琳,?李文濱.?植物誘導型啟動子的研究進展.?大豆科技,?2011(3):?5-9)。例如有光誘導型啟動子、熱誘導型啟動子、創傷誘導型啟動子、激素誘導型啟動子和真菌誘導型啟動子等。