一種植物干旱脅迫誘導(dǎo)表達(dá)啟動子PosDro2及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種植物干旱脅迫誘導(dǎo)表達(dá)啟動子PosDro2及其應(yīng)用。本發(fā)明還提供了含有該啟動子的表達(dá)盒、植物表達(dá)載體、宿主菌和轉(zhuǎn)化子。本發(fā)明將上述啟動子應(yīng)用在植物轉(zhuǎn)基因工程中。本發(fā)明所克隆的水稻啟動子PosDro2能夠調(diào)控基因在干旱脅迫誘導(dǎo)的條件下在植株中集中表達(dá)，在實(shí)際應(yīng)用中具有顯著價(jià)值。通過該啟動子對農(nóng)作物品種進(jìn)行基因改造，如通過該啟動子調(diào)控目標(biāo)基因在植株中在干旱脅迫誘導(dǎo)的條件下表達(dá)，可以提高和改善水稻的生長特性和抗旱能力，代替35S等組成型啟動子，從而培育出理想的生物安全性高的轉(zhuǎn)基因耐旱植物品種。
【專利說明】一種植物干旱脅迫誘導(dǎo)表達(dá)啟動子PosDro2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脅迫誘導(dǎo)表達(dá)啟動子及其應(yīng)用，該啟動子能夠在水稻轉(zhuǎn)基因調(diào)控體系中在干旱條件下驅(qū)動目標(biāo)基因在植株中表達(dá)。
【背景技術(shù)】
[0002]環(huán)境變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響日益嚴(yán)重，惡劣的環(huán)境條件特別是在作物灌漿和結(jié)實(shí)期出現(xiàn)的惡劣環(huán)境幾乎可以讓農(nóng)民顆粒無收，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。而植物生長在固定的環(huán)境條件，需要適應(yīng)環(huán)境條件的變化，使自己的生長發(fā)育過程與所處的環(huán)境條件相適應(yīng)，適應(yīng)環(huán)境條件變化的能力對植物而言是至關(guān)重要的。
[0003]干旱等非生物脅迫是自然界常見的不利環(huán)境因子，它們嚴(yán)重地制約了植物的生長發(fā)育。植物生長在土壤里，自身不能移動，為了抵抗或適應(yīng)干旱等不利的環(huán)境因子，植物自身會誘導(dǎo)表達(dá)一批應(yīng)答基因，產(chǎn)生一些使細(xì)胞免受干旱等脅迫傷害的功能蛋白、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)以及傳遞信號和調(diào)控基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子。已有文獻(xiàn)報(bào)道從植物中分離了一些抗逆相關(guān)基因和一些逆境應(yīng)答的啟動子，如Garcia等研究了 SalT啟動子，Kasuga等研究過RD29A啟動子。但在重要農(nóng)作物水稻中尚未分離到受干旱誘導(dǎo)表達(dá)的啟動子用于植物抗逆遺傳工程。
[0004]此外，前人關(guān)于利用干旱等逆境誘導(dǎo)基因及其啟動子提高植物抗逆性的實(shí)驗(yàn)證據(jù)基本上是以擬南芥或煙草等模式植物為研究體系而得到的結(jié)果，而這些結(jié)果能都成功地在禾谷類作物中體現(xiàn)還很少有報(bào)道。
[0005]水稻是世界上最重要的糧食作物之一，并且水稻抗旱研究日益受到人們的關(guān)注，因此，干旱特異誘導(dǎo)性啟動子的分離和鑒定對于水稻抗旱遺傳改良顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種驅(qū)動外源基因在干旱誘導(dǎo)條件下表達(dá)的啟動子、獲得含有該啟動子序列的轉(zhuǎn)化子以及該啟動子的應(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脅迫誘導(dǎo)表達(dá)啟動子PosDro2，所述植物干旱脅迫誘導(dǎo)表達(dá)啟動子PosDro2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序列為來源于日本晴水稻(Oryza sativa Lcv.Nipponbare)的水稻干旱誘導(dǎo)表達(dá)啟動子,本文中稱為PosDro2或啟動子PosDro2。
[0008]優(yōu)選地，本發(fā)明提供的植物干旱脅迫誘導(dǎo)表達(dá)啟動子PosDro2的DNA序列為SEQID No:1所示的序列，即PosDro2或啟動子PosDro2。
[0009]另一方面，本發(fā)明提供一種植物干旱脅迫誘導(dǎo)表達(dá)啟動子PosDro2，其DNA序列與SEQ ID No:l所示的DNA序列有至少80%同源性；或者，所述植物干旱脅迫誘導(dǎo)表達(dá)啟動子PosDro2為在SEQ ID No:1所示的DNA序列中添加、取代、插入或缺失一個或一個以上核苷酸生成的突變體或等位基因或衍生物；或者所述植物干旱脅迫誘導(dǎo)表達(dá)啟動子P0sDr02具有與SEQ ID No:1所示的DNA序列雜交的產(chǎn)物。并且這些植物干旱脅迫誘導(dǎo)表達(dá)啟動子PosDro2序列與SEQ ID No:1所示的DNA序列具有相同功能，即驅(qū)動目標(biāo)基因在干旱脅迫誘導(dǎo)下植物中表達(dá)。
[0010]另一方面，本發(fā)明還提供一種包含上述植物干旱脅迫誘導(dǎo)表達(dá)啟動子P0SD1X)2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脅迫誘導(dǎo)表達(dá)啟動子PosDix)2，在所述重組表達(dá)載體中，所述植物干旱脅迫誘導(dǎo)表達(dá)啟動子PosDro2連接于待表達(dá)的基因序列的上游；優(yōu)選地，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-PosDro2，該重組表達(dá)載體為將SEQ ID No:1所示的序列即PosDro2或啟動子PosDro2構(gòu)建于pCAMBIA1391中得到的重組表達(dá)載體，本文中稱為pCAMBIA1391-PosDro2。
[0012]在一種優(yōu)選實(shí)現(xiàn)方式中，為了提高植物的耐旱性，待表達(dá)基因采用具有耐旱性或能夠提高植株耐旱性的基因。
[0013]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脅迫誘導(dǎo)表達(dá)啟動子PosDro2、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。
[0014]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脅迫誘導(dǎo)表達(dá)啟動子PosDro2、上述表達(dá)盒、上述重組表達(dá)載體、或上述宿主菌。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。
[0015]再一方面，本發(fā)明提供上述植物干旱脅迫誘導(dǎo)表達(dá)啟動子P0sDr02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脅迫誘導(dǎo)表達(dá)啟動子PoSDix)2連接于載體的待表達(dá)的基因序列上游( 例如，將所述啟動子序列置于目標(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。
[0016]并且優(yōu)選地，所述應(yīng)用可以用于改良植物生長特性，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。
[0017]本發(fā)明中所提供的啟動子的DNA序列為(與序列表中SEQ ID No:1中相同):
[0018]
【權(quán)利要求】
1.一種植物干旱脅迫誘導(dǎo)表達(dá)啟動子P0SD1X)2，其特征在于，所述植物干旱脅迫誘導(dǎo)表達(dá)啟動子PosDro2包含SEQ ID No:1所示的DNA序列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物干旱脅迫誘導(dǎo)表達(dá)啟動子PoSDix)2，其特征在于，所述植物干旱脅迫誘導(dǎo)表達(dá)啟動子PosDro2的DNA序列為SEQ ID No:1所示的序列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物干旱脅迫誘導(dǎo)表達(dá)啟動子PoSDix)2，其特征在于，所述植物干旱脅迫誘導(dǎo)表達(dá)啟動子PosDro2的DNA序列與SEQ ID No:1所示的DNA序列有至少80%同源性； 或者，所述植物干旱脅迫誘導(dǎo)表達(dá)啟動子PosDro2為在SEQ ID No:1所示的DNA序列中添加、取代、插入或缺失一個或一個以上核苷酸生成的突變體或等位基因或衍生物； 或者，所述植物干旱脅迫誘導(dǎo)表達(dá)啟動子PosDro2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)所述的植物干旱脅迫誘導(dǎo)表達(dá)啟動子PosDro2。
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)所述的植物干旱脅迫誘導(dǎo)表達(dá)啟動子PosDio2，在所述重組表達(dá)載體中，所述植物干旱脅迫誘導(dǎo)表達(dá)啟動子PosDro2連接于載體中待表達(dá)的基因序列的上游； 優(yōu)選地，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-PosDro2，其中pCAMBIA1391為植物雙元表達(dá)載體。
6.—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)所述的植物干旱脅迫誘導(dǎo)表達(dá)啟動子P0SDio2、權(quán)利要求4所述的表達(dá)盒、或權(quán)利要求5所述的重組表達(dá)載體，其中，所述宿主菌為根癌農(nóng)桿菌。
7.一種轉(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)所述的植物干旱脅迫誘導(dǎo)表達(dá)啟動子P0SDio2、權(quán)利要求4所述的表達(dá)盒、或根據(jù)權(quán)利要求5所述的重組表達(dá)載體。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的植物干旱脅迫誘導(dǎo)表達(dá)啟動子P0SDio2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)所述的植物干旱脅迫誘導(dǎo)表達(dá)啟動子P0sDr02連接于載體中待表達(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。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于，所述應(yīng)用用于改良植物生長特性，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】A01H5/00GK103882023SQ201410123833
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月27日
【發(fā)明者】李 浩, 楊劍波, 魏鵬程, 張銀萍, 李莉, 秦瑞英, 楊亞春, 馬卉, 倪大虎, 倪金龍 申請人:安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所