一種植物干旱誘導(dǎo)表達(dá)啟動(dòng)子PosDro1及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種植物干旱誘導(dǎo)表達(dá)啟動(dòng)子PosDro1及其應(yīng)用。本發(fā)明的啟動(dòng)子能夠驅(qū)動(dòng)植物或植物的特定基因?qū)τ诟珊颠M(jìn)行快速響應(yīng)。本發(fā)明還提供了含有該啟動(dòng)子的表達(dá)盒、植物表達(dá)載體、宿主菌和轉(zhuǎn)化子。具體而言，本發(fā)明將上述啟動(dòng)子應(yīng)用在植物轉(zhuǎn)基因工程中。本發(fā)明提供的啟動(dòng)子可以啟動(dòng)外源基因在干旱誘導(dǎo)下在植物中表達(dá)，適用于任何植物，尤其能夠驅(qū)動(dòng)外源基因在水稻植株中表達(dá)，因此可以用于提高和改善水稻的生長(zhǎng)特性，尤其是抗旱特性，從而培育出理想的耐旱水稻品種。
【專利說明】一種植物干旱誘導(dǎo)表達(dá)啟動(dòng)子PosDroI及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物技術(shù)和植物基因工程【技術(shù)領(lǐng)域】。具體而言，本發(fā)明涉及一種植物干旱誘導(dǎo)表達(dá)啟動(dòng)子及其應(yīng)用，該啟動(dòng)子能夠在水稻轉(zhuǎn)基因調(diào)控體系中在干旱條件誘導(dǎo)下驅(qū)動(dòng)目標(biāo)基因在植株中表達(dá)。
【背景技術(shù)】
[0002]干旱等非生物逆境一直是限制作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量的重要因素，并且隨著全球環(huán)境惡化、氣候異常等變化將日益危害著我國(guó)的糧食生產(chǎn)安全。水稻是重要的糧食作物，其生產(chǎn)規(guī)模與發(fā)展在糧食生產(chǎn)中占有舉足輕重的位置。水稻又是耗水第一大戶，在水資源日益缺乏、旱災(zāi)頻發(fā)的今天，降低水稻的用水量，提高水資源的有效利用已成為育種家們關(guān)注的主要課題。
[0003]準(zhǔn)確鑒定水稻育種材料的耐旱性，培育水稻耐旱品種是節(jié)約水資源和提高水資源利用的一個(gè)重要途徑。近年來(lái)，隨著分子生物學(xué)的不斷發(fā)展，轉(zhuǎn)基因已經(jīng)成為研究功能基因組學(xué)的有效手段，并且通過轉(zhuǎn)基因途徑改良植物抗逆性正逐步得到可行性論證和普遍接受。已經(jīng)有大量文獻(xiàn)報(bào)道，通過在植物中過量或超量表達(dá)逆境相關(guān)基因能夠在一定程度上提高植物的抗逆性。但是這些報(bào)道中的超量表達(dá)的啟動(dòng)子通常都是組成型啟動(dòng)子，而這些啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)的目的基因在植物的各組織器官中均有廣泛的表達(dá)，難免造成轉(zhuǎn)基因植物的物質(zhì)和能量浪費(fèi)以及凸顯食品安全性問題。
[0004]特異性啟動(dòng)子由于其表達(dá)的時(shí)間和空間特異性而具有許多組成型啟動(dòng)子所不具備的特點(diǎn)，即外源基因在轉(zhuǎn)基因植物中定時(shí)、定位表達(dá)不但可以降低植物負(fù)擔(dān)、減輕對(duì)農(nóng)作物農(nóng)藝性狀的影響，還可以提高外源基因在特定時(shí)空的濃度，增加轉(zhuǎn)基因的效果。
[0005]盡管已有文獻(xiàn)報(bào)道從植物中分離了一些與抗逆有關(guān)的誘導(dǎo)特異性表達(dá)啟動(dòng)子，如SalT啟動(dòng)子和RD29A啟動(dòng)子等，但在重要農(nóng)作物水稻中尚未分離到受干旱強(qiáng)烈誘導(dǎo)表達(dá)的啟動(dòng)子用于植物抗逆遺傳工程。因此，挖掘一些特異性表達(dá)特別是受干旱誘導(dǎo)的啟動(dòng)子在改良作物抗旱育種上具有十分重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種驅(qū)動(dòng)外源基因在干旱誘導(dǎo)條件下表達(dá)的啟動(dòng)子、獲得含有該啟動(dòng)子序列的轉(zhuǎn)化子以及該啟動(dòng)子的應(yīng)用。其中，本文中所涉及的“植物”是指單子葉植物，例如水稻、小麥、玉米、大麥、高粱或燕麥，優(yōu)選為水稻。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，一方面，本發(fā)明提供一種植物干旱誘導(dǎo)表達(dá)啟動(dòng)子，所述植物干旱誘導(dǎo)表達(dá)啟動(dòng)子包含序列表中SEQ ID No:1所示的DNA序列。序列表中SEQ ID No:1所示的DNA序列為來(lái)源于日本晴水稻(Oryza sativa L cv.Nipponbare)的水稻干旱誘導(dǎo)表達(dá)啟動(dòng)子，本文中稱為PosDrol或啟動(dòng)子PosDrol。
[0008]優(yōu)選地，本發(fā)明提供的植物干旱誘導(dǎo)表達(dá)啟動(dòng)子PosDrol的DNA序列為SEQ IDNo:1所示的序列，即PosDrol或啟動(dòng)子PosDrol。[0009]另一方面，本發(fā)明提供一種植物干旱誘導(dǎo)表達(dá)啟動(dòng)子PosDrol，其DNA序列與SEQID No:1所示的DNA序列有至少80%同源性；或者，所述植物干旱誘導(dǎo)表達(dá)啟動(dòng)子PosDrol為在SEQ ID No:1所示的DNA序列中添加、取代、插入或缺失一個(gè)或一個(gè)以上核苷酸生成的突變體或等位基因或衍生物；或者所述植物干旱誘導(dǎo)表達(dá)啟動(dòng)子PosDrol具有與SEQ IDNo:1所示的DNA序列雜交的產(chǎn)物。并且這些植物干旱誘導(dǎo)表達(dá)啟動(dòng)子序列與SEQ ID No:1所示的DNA序列具有相同功能，即驅(qū)動(dòng)外源基因在干旱誘導(dǎo)條件下表達(dá)。
[0010]另一方面，本發(fā)明還提供一種包含上述植物干旱誘導(dǎo)表達(dá)啟動(dòng)子P0SDiOl的表達(dá)盒。
[0011]又一方面，本發(fā)明還提供一種重組表達(dá)載體，所述重組表達(dá)載體包含上述的植物干旱誘導(dǎo)表達(dá)啟動(dòng)子PosDiOl，在所述重組表達(dá)載體中，所述植物干旱誘導(dǎo)表達(dá)啟動(dòng)子PosDrol連接于待表達(dá)的基因序列的上游。在一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述待表達(dá)的基因?yàn)镚us基因，所述重組表達(dá)載體為pCAMBIA1391-PosDrol，該重組表達(dá)載體為將SEQ ID No:1所示的序列即PosDrol或啟動(dòng)子PosDrol構(gòu)建于pCAMBIA1391中得到的重組表達(dá)載體，本文中稱為pCAMBIAl391-PosDroI。在實(shí)際應(yīng)用中，本發(fā)明中所采用的待表達(dá)基因，可以根據(jù)需要具體選擇，優(yōu)選為耐旱基因。
[0012]另一方面，本發(fā)明還提供一種宿主菌，所述宿主菌包含本發(fā)明提供的上述植物干旱誘導(dǎo)表達(dá)啟動(dòng)子PosDrol、上述表達(dá)盒、或上述重組表達(dá)載體；優(yōu)選地,所述宿主菌為根癌農(nóng)桿菌。
[0013]另一方面，本發(fā)明提供一種轉(zhuǎn)化子，所述轉(zhuǎn)化子包含本發(fā)明提供的上述植物干旱誘導(dǎo)表達(dá)啟動(dòng)子PosDrol、上述表達(dá)盒、上述重組表達(dá)載體。其中，所述轉(zhuǎn)化子優(yōu)選為轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系、愈傷組織或植株。
[0014]再一方面，本發(fā)明提供上述植物干旱誘導(dǎo)表達(dá)啟動(dòng)子PosDrol在培育轉(zhuǎn)基因植物中的應(yīng)用。所述應(yīng)用包括將本發(fā)明提供的上述植物干旱誘導(dǎo)表達(dá)啟動(dòng)子PosDioI連接于載體的待表達(dá)的基因序列上游(例如，將所述啟動(dòng)子序列置于目標(biāo)基因之前)，從而構(gòu)建重組表達(dá)載體，將所述重組表達(dá)載體轉(zhuǎn)化到植物細(xì)胞、組織或器官中進(jìn)行培育。
[0015]并且優(yōu)選地，所述應(yīng)用可以用于改良植物生長(zhǎng)特性，所述植物為單子葉植物，例如水稻、小麥、玉米、大麥、高粱或燕麥，優(yōu)選為水稻。
[0016]本發(fā)明中所提供的啟動(dòng)子的DNA序列為(與序列表中SEQ ID No:1中相同):
[0017]
【權(quán)利要求】
1.一種植物干旱誘導(dǎo)表達(dá)啟動(dòng)子PosDrol，其特征在于，所述植物誘導(dǎo)表達(dá)啟動(dòng)子PosDrol包含SEQ ID No:1所示的DNA序列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物干旱誘導(dǎo)表達(dá)啟動(dòng)子PosDrol，其特征在于，所述植物干旱誘導(dǎo)表達(dá)啟動(dòng)子PosDrol的DNA序列為SEQ ID No:1所示的序列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物干旱誘導(dǎo)表達(dá)啟動(dòng)子PosDrol，其特征在于，所述植物干旱誘導(dǎo)表達(dá)啟動(dòng)子PosDrol的DNA序列與SEQ ID No:1所示的DNA序列有至少80%同源性； 或者，所述植物干旱誘導(dǎo)表達(dá)啟動(dòng)子PosDrol為在SEQ ID No:1所示的DNA序列中添加、取代、插入或缺失一個(gè)或一個(gè)以上核苷酸生成的突變體或等位基因或衍生物； 或者，所述植物干旱誘導(dǎo)表達(dá)啟動(dòng)子PosDrol具有與SEQ ID No:1所示的DNA序列雜交的產(chǎn)物。
4.一種表達(dá)盒，其特征在于，所述表達(dá)盒包含權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的植物干旱誘導(dǎo)表達(dá)啟動(dòng)子PosDrol。
5.—種重組表達(dá)載體,其特征在于,所述重組表達(dá)載體包含權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的植物干旱誘導(dǎo)表達(dá)啟動(dòng)子Postool，在所述重組表達(dá)載體中，所述植物干旱誘導(dǎo)表達(dá)啟動(dòng)子PosDrol連接于植物表達(dá)載體中待表達(dá)的基因序列的上游。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的重組表達(dá)載體，其特征在于，所述待表達(dá)的基因?yàn)镚us基因，所述重組表達(dá)載體為pCAMBIA1391-PosDrol，其中pCAMBIA1391為植物雙元表達(dá)載體。
7.—種宿主菌，其特征在于，所述宿主菌包含權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的植物干旱誘導(dǎo)表達(dá)啟動(dòng)子Postool 、權(quán)利要求4所述的表達(dá)盒、或根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的重組表達(dá)載體，優(yōu)選地，所述宿主菌為根癌農(nóng)桿菌。
8.一種轉(zhuǎn)化子，其特征在于，所述轉(zhuǎn)化子包含權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的植物干旱誘導(dǎo)表達(dá)啟動(dòng)子Postool、權(quán)利要求4所述的表達(dá)盒、或者權(quán)利要求5或6所述的重組表達(dá)載體。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的植物干旱誘導(dǎo)表達(dá)啟動(dòng)子PosDrol在培育轉(zhuǎn)基因植物中的應(yīng)用，其特征在于，所述應(yīng)用包括:將根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的植物干旱誘導(dǎo)表達(dá)啟動(dòng)子PosDrol連接于植物表達(dá)載體中待表達(dá)的基因序列上游，從而構(gòu)建重組表達(dá)載體；將所述重組表達(dá)載體轉(zhuǎn)化到植物細(xì)胞、組織或器官中進(jìn)行培育。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，所述應(yīng)用用于改良植物生長(zhǎng)特性，所述植物為單子葉植物:水稻、小麥、 玉米、大麥、高粱或燕麥。
【文檔編號(hào)】A01H5/00GK103882021SQ201410111298
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月24日
【發(fā)明者】魏鵬程, 楊劍波, 秦瑞英, 李 浩, 張銀萍, 倪大虎, 李莉, 馬卉, 楊亞春, 宋豐順, 陸徐忠 申請(qǐng)人:安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所