[發明專利]一種水稻根特異表達基因OsHyPRP06/R3L1的啟動子及其應用

在審

• 申請號: 202110934342.0
• 申請日: 2021-08-16
• 公開（公告）號: CN113584029A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 趙文麗;王坤;安世恒;張博;常彥鵬
• 申請（專利權）人: 河南農業大學
• 主分類號: C12N15/113
• 分類號: C12N15/113;C12N15/82;A01H5/06;A01H6/46
• 代理公司: 鄭州先風知識產權代理有限公司 41127
• 代理人: 郭銳

本發明涉及植物基因工程，尤其是涉及一種水稻根特異表達基因OsHyPRP06/R3L1的啟動子及其應用。一種水稻根特異表達基因OsHyPRP06/R3L1的啟動子，其為SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列。所述的水稻根特異表達基因OsHyPRP06/R3L1的啟動子，用于啟動下游編碼基因在水稻根中的特異表達，進行水稻根特異表達的植物轉化。利用該啟動子構建轉基因水稻，通過在啟動子下游連接特定的基因，使之特異增強表達于根中，進行高效的根特異表達的植物轉化，從而促進根系發育，利于水稻增產增收，這種僅對于根系的靶向性遺傳改良具有很大的應用價值。

技術領域

本發明涉及植物基因工程，尤其是涉及一種克隆水稻OsHyPRP06/R3L1基因編碼區上游的啟動子序列，以及該啟動子的用途。

背景技術

根系是植物進行水分和營養吸收的重要器官，且水稻根系的發育與形態建成對水稻高產穩產至關重要(Shigenoriet al.,1986)。植物根系功能復雜，如根系具有分泌功能，分泌的有機酸、酶類、生物堿等物質對土壤中礦物質、肥料的有效性產生深遠影響，并且還會影響根系中微生物的種類和數目等(常學秀等，2000)。根系也合成某些生理活性物質，如細胞分裂素CTK和赤霉素ABA，起到調節地上部發育的目的(潘曉華等，2012)?；蚬こ淘趯崿F重要作物遺傳性狀的改良中，較傳統育種具有較大優勢，該技術自誕生以來一直被廣泛的應用于植物研究領域。隨著分子生物學的發展，用于作物性狀改良的基因數量在逐漸增加，但是利用基因工程技術改良作物除了需要優良基因之外，還需要靶向目標基因在最佳狀態下發揮功能的啟動子。但是，可供選擇的啟動子數量非常有限。

啟動子是一類與啟動基因表達相關的順式作用元件，通過與特定的轉錄因子結合，控制基因轉錄的起始與表達(Li et al.,2012)。根據基因的表達方式，可以將植物基因的啟動子分為組成型啟動子、組織特異型啟動子和誘導型啟動子。其中組成型啟動子的基因表達不具有組織和時間特異性。例如，煙草花葉病毒CaMV 35S啟動子，是最早被發現的組成型啟動子，并且已成為植物表達載體構建中最常用的啟動子之一；玉米中的組成型啟動子ZmUbi1，被廣泛使用(Kumar,et al.,2015)。組成型啟動子缺點十分明顯，即調控外源基因在植物體內大量表達，能夠產生大量異源蛋白質或代謝產物，這些物質在植物體內積累，打破了植物原有的代謝平衡，會對植物的正常生長發育帶來不利影響(蔣淑麗等，2012)。與組成型啟動子相比，組織特異性啟動子調控的基因只在特定的組織器進行表達，可以避免外源基因的不必要表達，從而節約植物體的整體能量消耗。因此，采用不同的組織特異性啟動子可實現外源基因在植物體內不同器官、組織的表達，以達到精確表達的目的。

目前鑒定得到的組織特異性啟動子的主要集中在植物的地上部分。例如對馬鈴薯塊莖特異性高效啟動子Ppatatin(楊加偉等，2014)；油菜莖特異啟動子pSH4(胡尚杰，2010)；百合中LGC1基因的啟動子，該啟動子驅動的基因只在雄配子細胞中表達(Singhetal.,2003)。目前，根特異啟動子的研究及應用沒有地上部組織廣泛和深入(Potenzaetal.,2004)，利用根特異啟動子研究植物根的發育和形態建成對作物遺傳改良具有著重要意義。如煙草根特異基因TobRB7在根系基因工程的研究中，具有重要作用(Yamamotoetal.,1991)。根特異啟動子可用于構建根特異性表達的轉基因植物，啟動下游基因特異性地高效表達于根部而不啟動該下游基因在其它部位的表達。

綜上所述，鑒定和發展更多能應用到水稻等糧食作物的根特異性啟動子對基礎研究和生產應用具有著重要意義。

發明內容

本發明的目的是，提供一種控制水稻根特異表達的基因OsHyPRP06/R3L1的啟動子。

本發明同時提供了上述OsHyPRP06/R3L1啟動子的用途；利用該啟動子進行高效的根特異表達的植物轉化。用于構建根特異性表達的轉基因植物。

發明采用的技術方案：