[發明專利]玉米干旱誘導表達基因ZmRD101啟動子及其應用

有效

• 申請號: 202110648032.2
• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN113373147B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 代明球;何能;向艷麗
• 申請（專利權）人: 華中農業大學
• 主分類號: C12N15/113
• 分類號: C12N15/113;C12N15/11;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/46
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 馮超;樊戎

本發明公開了一種玉米干旱誘導表達基因ZmRD101啟動子及其應用，其核苷酸序列如SEQ IDNO.1所示。本發明基因ZmRD101啟動子具有干旱下誘導高表達，正常生長低表達的特性，可用于轉基因育種領域。通過構建含有該啟動子的植物表達載體，轉化到植物，例如單子葉植物玉米的基因組中，驅動目的基因在干旱下特異性高表達，在正常狀態下低表達。可用來平衡產量和抗逆的矛盾，用于培育新的育種材料，為進一步的玉米抗逆育種提供基礎。

技術領域

本發明涉及植物基因工程技術領域，具體地指一種玉米干旱誘導表達基因ZmRD101啟動子及其應用。

背景技術

玉米是重要的糧食作物，也是重要的飼料和工業原料。玉米的生產受到干旱的嚴重威脅。有數據表明，吐絲期的干旱能造成玉米約50％的減產。鑒定抗旱基因，培育抗旱品種是解除干旱威脅的根本途徑。近年來的研究也已鑒定和克隆出了一系列玉米抗旱基因，但這些基因在抗旱育種中的應用仍非常有限。抗旱與產量在一定程度上存在拮抗關系，簡單聚合抗逆基因可能會造成玉米在正常年份的減產，這在生產上并不能被接受。

現代基因工程的發展為玉米抗旱育種提供了新的方向。供體、受體和載體是基因工程的三大要素。啟動子作為調控基因表達的工具，是基因工程中表達載體的重要組成元件。啟動子可按照作用方式分為三類：組成型啟動子、組織特異啟動子和誘導型啟動子。而誘導型啟動子和組織特異啟動子往往具有相似的特征。在抗逆育種中，誘導型啟動子往往比組成型啟動子具有更廣泛的用途。組成型啟動子驅動的基因往往在任何組織任何時間都會大量表達，從而使植物始終處于一種逆境應答狀態，進而影響無逆境條件下的植物生長。

目前在玉米轉基因技術中使用的啟動子多為組成型啟動子 Ubi，目的基因會在植物整個生命周期和所以組織部位以較高水平表達，這樣將導致植物能量的過度浪費和基因產物的過度積累以及代謝過程的紊亂，因此轉基因植物抗逆性的提升往往以產量大幅下降甚至是植株死亡作為代價。

發明內容

本發明目的是提供了一種玉米干旱誘導表達表達基因 ZmRD101啟動子及其應用，本發明為玉米抗旱育種提供基礎，本發明選擇合理的誘導型啟動子可以使目的基因只在逆境下表達。對誘導型啟動子的研究有助于對玉米抗逆基因進行更加精準的調控，實現抗逆與產量的平衡，從而為玉米抗逆育種提供方向。

為實現上述目的，本發明提供的一種玉米干旱誘導表達基因 ZmRD101啟動子，其核苷酸序列如SEQ IDNO.1所示。其來源于玉米B73自交系。

本發明提供了用于獲得上述玉米干旱誘導表達基因ZmRD101 啟動子的引物對，所述引物對為：

正向引物P1：5’-TTCACTTTTTTAGTCTGGCAAT-3’

反向引物P2：5’-GCTCACGGTTGCCTTG-3’

本發明提供了一種玉米干旱誘導表達基因ZmRD101啟動子的獲得方法，以具有玉米干旱特異表達基因ZmRD101的玉米基因組 DNA為模板，采用以下引物對：

正向引物P1：5’-TTCACTTTTTTAGTCTGGCAAT-3’

反向引物P2：5’-GCTCACGGTTGCCTTG-3’

進行PCR擴增，其所獲得的玉米干旱誘導表達基因ZmRD101 啟動子序列為SEQIDNO.1所示。

作為優選方案，所述PCR反應體系：