一种高效诱导表达型启动子及应用制造技术

本发明专利技术公开了一种高效诱导表达型启动子及应用。本发明专利技术提供DNA片段(GBP1)，来源于大豆(Glycine?max(L.)Merrill.)，为如下1)-5)中任一所述的DNA分子：1)序列表的序列1所示的DNA分子；2)序列表的序列1自5’末端第8-1501位核苷酸；3)序列表的序列1中任意一段包含序列1中自5′末端第1305-1501位核苷酸的DNA分子；4)在严格条件下与1)、2)或3)所述DNA序列杂交且具有启动子功能的DNA分子；5)与1)、2)或3)中所述DNA序列具有90％以上同源性，且具有启动子功能的DNA分子。本发明专利技术的启动子在农业生产中将会有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物
，尤其涉及ー种高效诱导表达型启动子及应用。
技术介绍
植物启动子是一段能与RNA聚合酶及其转录因子特异结合、决定基因转录起始的DNA序列。启动子作为ー种基因表达的重要顺式作用元件，从1983年第一株转基因植物问世以来，一直是基因工程中的研究热点，在基因表达调控中起着关键作用，很大程度上决定目的基因的时空表达特性。目前植物基因工程中广泛应用的是组成型启动子，驱动目的基因在植物生长发育时期的各个组织均有表达，造成物质和能量的浪费，増加植物代谢负担，一定程度上影响植物的发育，甚至引起植物形态的改变。 因此采用特异性启动子取代组成型启动子，实现对基因表达的预想调控，从而实现基因的组织器官特异性、发育阶段特异性、外部环境内部激素诱导特异性的准确调控表达，并尝试依此作为研究顺式作用元件和反式作用因子相互作用的方法。大豆是植物发育生物学和分子生物学研究的模式植物，大豆基因组测序工作的完成，为大豆基因功能的研究提供了便利条件，但目前关于大豆高效诱导表达启动子分离的工作研究甚少。因此，利用逆境诱导型启动子驱动抗逆基因在改良作物的抗性中成为目前研究的热点。然而，目前能应用于转基因研究的诱导型启动子仍然很少。因此，对于新的抗逆相关启动子的克隆、顺式作用元件具体序列的确定、各元件之间的相互作用，以及与这些元件互作的转录因子的研究仍然是启动子研究的重点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供ー种高效诱导表达型启动子及应用。本专利技术提供的DNA片段,来源于大豆(Glycine max (L. )Merrill.),为如下I) _8)中任一所述的DNA片段I)序列表的序列I所示的DNA分子；2)序列表的序列I自5’末端第8-1501位核苷酸；3)序列表中序列I自5'末端起第457-1501位核苷酸；4)序列表中序列I自5'末端起第655-1489位核苷酸；5)序列表中序列I自5'末端起第768-1487位核苷酸；6)序列表中序列I自5'末端起第1305-1501位核苷酸；7)在严格条件下与1)_6)中任一所述DNA序列杂交且具有启动子功能的DNA片段；8)与I) -7)中任一所述DNA序列具有90%以上同源性，且具有启动子功能的DNA片段。上述序列I由1512个核苷酸组成。上述严格条件可为在6XSSC，O. 5% SDS的溶液中，在65°C下杂交，然后用2XSSC，0. 1% SDS和1XSSC，0. 1% SDS各洗膜一次。含有以上任一所述DNA片段的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌均属于本专利技术的保护范围。所述重组载体为将上述编码基因插入PBI 121的HindIII和Bam HI识别位点间获得的重组载体。扩增以上任一所述DNA片段的引物对也属于本专利技术的保护范围。所述引物对为如下任一 1)-5)所示的引物对1)、所述引物对中的一条引物为序列2所示的核苷酸，另一条引物为序列3所示的核苷酸；2):所述引物对中的一条引物为序列4所示的核苷酸，另一条引物为序列5所示的核苷酸；3):所述引物对中的一条引物为序列6所示的核苷酸，另一条引物的序列为序列7所示的核苷酸；4):所述引物对中的一条引物为序列8所示的核苷酸，另一条引物为序列9所示的核苷酸；5):所述引物对中的一条引物为序列10所示的核苷酸，另一条引物为序列11所示的核苷酸。上述DNA片段使目的基因在植物组织中表达的应用也是本专利技术保护的范围。上述应用中，所述植物组织为根、茎、叶、花或种子。上述应用中，所述植物为单子叶植物或双子叶植物。上述应用中，所述单子叶植物为烟草，所述双子叶植物为拟南芥。所述表达是通过光照调节、激素胁迫或高温胁迫实现的；所述激素优选为细胞分裂素、赤霉素、水杨酸或脱落酸；所述高温为37°C和/或42°C。所述光照调节的方式为如下I)-4)中任一一种1)在16h光/8h暗条件下培养48小时后，连续48小时光照处理；2)在16h光/8h暗条件下培养48小时后，连续48小时暗·处理；3)在8h光/16h暗条件下培养48小时后，连续48小时光照处理；4)在8h光/16h暗条件下培养48小时后，连续48小时暗处理。本专利技术的实验证明，将本专利技术中启动子GBPl与GUS基因一起导入烟草或拟南芥中后，赤霉素、水杨酸、细胞分裂素处理以及一定范围内高温能促进启动子调控GUS基因的表达受水杨酸诱导表达，表明该启动子在植物胁迫抗性中起作用；受细胞分裂素诱导表达，表明该启动子在细胞分裂増殖中起作用；受赤霉素诱导表达，表明该启动子在植物赤霉素诱导开花途径中起作用；受高温诱导表达，表明该启动子可能參与抗旱耐热反应。将本专利技术的启动子与⑶S基因一起导入拟南芥后，转基因幼苗植株分别置于长日照(16h光/8h暗)、短日照(8h光/16h暗)下培养，发现该启动子受短日照诱导表达，⑶S表达平均水平约为长日照下2倍。研究还发现连续光或连续暗处理均打破了该启动子原有的昼夜节律性。将本研究中热激相关的GBPl启动子导入到植物中，培育抵御恶劣环境的植株，在更广泛的环境和条件下(如高温炎热性地域)种植，提高农作物产量，也可以在沙漠、荒山等地增加绿化，保护环境。此外，利用其对外源激素的应答效应，改良作物品种，进而大幅提高作物产量性状，创造更高的经济价值。由于该启动子同时受光周期调控，短日照诱导，长日照抑制，在植物的引种、育种工作中可将光周期诱导性启动子，与不同的光周期效应因子融合导入植物体内，通过控制日长驱动目的基因，调节植株的光周期敏感性，调节植物的开花时间，改变植物不同纬度的种植范围，具有极为重要的意义。由于该启动子受日长调控，因此还可以和其他的目的基因融合，仅需要改变日长的长短控制目的基因的表达量，简单、方便易行。因此，在转基因育种工作中将本专利技术的启动子取代组成型启动子，可实现对目的基因表达的准确调控，进而提高其对环境的适应性，在农业生产中具有广阔的应用前景。附图说明图I为GBPl基因启动子GBPl图2为GBPl基因启动子顺式作用元件分析图3为GBPl基因启动子GBPl及该启动子5'端缺失片段pBI121质粒载体构建示意4为GBPl基因启动子GBPl及该启动子5'端缺失片段转化农杆菌后的PCR扩增示意5为GBPl基因启动子GBPl Tl代转基因烟草叶片的⑶S基因表达示意6为水杨酸(SA)、赤霉素(GA3)、细胞分裂素(6_BA)，脱落酸(ABA)喷施Tl代转基因烟草植株后根中GUS组织化学染色示意7为水杨酸(SA)、赤霉素(GA3)、细胞分裂素(6_BA)，脱落酸(ABA)喷施Tl代转基因烟草植株后茎中⑶S组织化学染色示意8为水杨酸(SA)、赤霉素(GA3)、细胞分裂素(6_BA)，脱落酸(ABA)喷施Tl代转 基因烟草植株后叶中GUS组织化学染色示意9为为水杨酸(SA)、赤霉素(GA3)、细胞分裂素(6_BA),脱落酸(ABA)喷施Tl代转烟草植株后GUS活性示意10为热激处理后Tl代转基因烟草叶片中的GUS组织化学染色示意11为热激处理后Tl代转基因烟草叶片中的⑶S活性示意12为GBPl基因启动子GBPl Tl代转基因拟南芥发育不同时期的⑶S组织化学染色示意13为GBPl基因启动子GBPl及5'端缺失片段转基因拟南芥生长6天、15天后的GUS组织化学染色示意14为水杨酸(SA)喷本文档来自技高网...

【技术保护点】
DNA片段，为如下1)？9)中任一所述的DNA片段：1)序列表的序列1所示的DNA分子；2)序列表的序列1自5’末端第8？1501位核苷酸；3)序列表中序列1自5′末端起第457？1501位核苷酸；4)序列表中序列1自5′末端起第655？1489位核苷酸；5)序列表中序列1自5′末端起第768？1487位核苷酸；6)序列表中序列1自5′末端起第1305？1501位核苷酸；7)在严格条件下与1)？6)中任一所述DNA序列杂交且具有启动子功能的DNA片段；8)与1)？7)中任一所述DNA序列具有90％以上同源性，且具有启动子功能的DNA片段。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李文滨，王志新，赵琳，
申请(专利权)人：东北农业大学，
类型：发明
国别省市：