[發明專利]花生FUS3基因和啟動子及其在提高花生含油量和耐鹽性中的應用

在審

• 申請號: 202211457634.0
• 申請日: 2022-11-18
• 公開（公告）號: CN115806988A
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 隋炯明;林順鈺;張恒;王晶珊;禹山林;朱虹;馬濤;于愷悅;喬利仙;趙春梅
• 申請（專利權）人: 青島農業大學
• 主分類號: C12N15/113
• 分類號: C12N15/113;C07K14/415;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/54
• 代理公司: 山東三邦知識產權代理事務所(普通合伙) 37308
• 代理人: 張立得

本發明公開了花生FUS3基因和啟動子及其在提高花生含油量和耐鹽性中的應用，屬于基因工程技術領域。本發明所述花生FUS3基因，其核酸序列如SEQ ID NO:1所示，該基因能夠提高植物的含油量和耐鹽性。本發明所述啟動子，其核酸序列如SEQ ID NO:11所示，與普通的花生FUS3啟動子相比，該啟動子是一種突變的花生FUS3啟動子，能夠更加高效地啟動基因轉錄和表達。將該啟動子與花生FUS3基因配合，可顯著提高植物的含油量和耐鹽性能。

技術領域

本發明屬于基因工程技術領域，具體涉及花生FUS3基因和啟動子及其在提高花生含油量和耐鹽性中的應用。

背景技術

花生是食用植物油的主要來源。有研究表明，花生中含油量每提高1個百分點，花生油加工企業可增加純收入7％。然而，我國目前主要花生品種的平均含油量僅為51.4％，北方主產區種植的一些大花生品種含油量還不到50％；因此，提高含油量已成為花生品質育種最重要的目標之一。此外，鹽害是農業生產上最嚴重的逆境危害之一，農作物長期遭受鹽害會引起植株生長緩慢、甚至死亡，還會導致產量和品質嚴重下降。有研究表明，現有農作物品種在長期遭受鹽害后會比正常情況下減產30％以上。然而，常規的花生育種技術存在效率低、周期長等缺陷，短期內難以選育出高油且耐鹽品種，因此，通過基因工程的手段，挖掘花生耐鹽和油脂合成相關基因，對于創制耐鹽、高油新材料，培育耐鹽、高油新品種具有重要價值和意義。

發明內容

本發明提供了一種花生FUS3啟動子，其核酸序列如SEQ ID NO:11所示。

與普通的花生FUS3啟動子相比，該啟動子發生了突變，能夠更加高效地啟動基因轉錄和表達。為此，本發明還提供了上述花生FUS3啟動子在提高基因轉錄和表達效率中的應用；所述基因為任何具有轉錄和表達作用的基因，例如花生FUS3基因，其核酸序列如SEQIDNO:1所示。

上述花生FUS3基因被證明與植物含油量和鹽脅迫有關，具體地，上述花生FUS3基因能夠提高植物的含油量以及耐鹽性能，因此，當上述花生FUS3啟動子與花生FUS3基因配合時，能夠顯著提高植物的含油量和耐鹽性。基于此，本發明提供了上述花生FUS3啟動子和/或花生FUS3基因在提高植物含油量和/或耐鹽性中的應用。

本發明還提供了含有上述花生FUS3啟動子和/或花生FUS3基因的重組表達載體、表達盒、轉基因細胞系、重組菌或重組病毒。

一種提高植物含油量和/或耐鹽性能的方法，是將花生FUS3啟動子和/或花生FUS3基因構建到表達載體中形成重組表達載體，然后將重組表達載體轉化植株，使植物攜帶有花生FUS3啟動子和/或花生FUS3基因，并最終通過花生FUS3基因的高表達，調控植物的含油量和/或耐鹽性。通過該方法可最終獲得產油量高和/或鹽脅迫下耐受程度大于目的植物野生型的轉基因植物。

上述重組表達載體可采用現有的植物表達載體構建，其除了包含有本發明所述的花生FUS3啟動子和/或花生FUS3基因外，還包含有如下克隆載體，但不局限于如下載體：雙元農桿菌載體或可用于植物微彈轟擊的載體；例如pROKII、pBin438、pCAMBIA1300、pCAMBIA1301、pCAMBIA1302、pCAMBIA2300、pCAMBIA1301-UbiN、pCAMBIA2301、pCAMBIA3301、pCAMBIA1300、pWM101、pGreen0029、pBI121、pBin19、pCAMBIA1391-Xa或pCAMBIA1391-Xb(CAMBIA公司)等，或其它衍生植物表達載體；

上述重組表達載體還可包含外源基因的3'端非翻譯區域，即包含聚腺苷酸信號和任何其它參與mRNA加工或基因表達的DNA片段。所述聚腺苷酸信號可引導聚腺苷酸加入到mRNA前體的3'端，如農桿菌冠癭瘤誘導(Ti)質粒基因(如胭脂合成酶Nos基因)、植物基因(如大豆貯存蛋白基因)3'端轉錄的非翻譯區均具有類似功能；