一種植物干旱誘導表達啟動子PosDro1及其應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種植物干旱誘導表達啟動子PosDro1及其應用。本發(fā)明的啟動子能夠驅(qū)動植物或植物的特定基因?qū)τ诟珊颠M行快速響應。本發(fā)明還提供了含有該啟動子的表達盒、植物表達載體、宿主菌和轉(zhuǎn)化子。具體而言，本發(fā)明將上述啟動子應用在植物轉(zhuǎn)基因工程中。本發(fā)明提供的啟動子可以啟動外源基因在干旱誘導下在植物中表達，適用于任何植物，尤其能夠驅(qū)動外源基因在水稻植株中表達，因此可以用于提高和改善水稻的生長特性，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】一種植物干旱誘導表達啟動子PosDroI及其應用
【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表達啟動子及其應用，該啟動子能夠在水稻轉(zhuǎn)基因調(diào)控體系中在干旱條件誘導下驅(qū)動目標基因在植株中表達。
【背景技術(shù)】
[0002]干旱等非生物逆境一直是限制作物生長和產(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重要途徑。近年來，隨著分子生物學的不斷發(fā)展，轉(zhuǎn)基因已經(jīng)成為研究功能基因組學的有效手段，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)有大量文獻報道，通過在植物中過量或超量表達逆境相關(guān)基因能夠在一定程度上提高植物的抗逆性。但是這些報道中的超量表達的啟動子通常都是組成型啟動子，而這些啟動子驅(qū)動的目的基因在植物的各組織器官中均有廣泛的表達，難免造成轉(zhuǎn)基因植物的物質(zhì)和能量浪費以及凸顯食品安全性問題。
[0004]特異性啟動子由于其表達的時間和空間特異性而具有許多組成型啟動子所不具備的特點，即外源基因在轉(zhuǎn)基因植物中定時、定位表達不但可以降低植物負擔、減輕對農(nóng)作物農(nóng)藝性狀的影響，還可以提高外源基因在特定時空的濃度，增加轉(zhuǎn)基因的效果。
[0005]盡管已有文獻報道從植物中分離了一些與抗逆有關(guān)的誘導特異性表達啟動子，如SalT啟動子和RD29A啟動子等，但在重要農(nóng)作物水稻中尚未分離到受干旱強烈誘導表達的啟動子用于植物抗逆遺傳工程。因此，挖掘一些特異性表達特別是受干旱誘導的啟動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)動外源基因在干旱誘導條件下表達的啟動子、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]為了實現(xiàn)上述目的，一方面，本發(fā)明提供一種植物干旱誘導表達啟動子，所述植物干旱誘導表達啟動子包含序列表中SEQ ID No:1所示的DNA序列。序列表中SEQ ID No:1所示的DNA序列為來源于日本晴水稻(Oryza sativa L cv.Nipponbare)的水稻干旱誘導表達啟動子，本文中稱為PosDrol或啟動子PosDrol。
[0008]優(yōu)選地，本發(fā)明提供的植物干旱誘導表達啟動子PosDrol的DNA序列為SEQ IDNo:1所示的序列，即PosDrol或啟動子PosDrol。[0009]另一方面，本發(fā)明提供一種植物干旱誘導表達啟動子PosDrol，其DNA序列與SEQID No:1所示的DNA序列有至少80%同源性；或者，所述植物干旱誘導表達啟動子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；或者所述植物干旱誘導表達啟動子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表達啟動子序列與SEQ ID No:1所示的DNA序列具有相同功能，即驅(qū)動外源基因在干旱誘導條件下表達。
[0010]另一方面，本發(fā)明還提供一種包含上述植物干旱誘導表達啟動子P0SDiOl的表達盒。
[0011]又一方面，本發(fā)明還提供一種重組表達載體，所述重組表達載體包含上述的植物干旱誘導表達啟動子PosDiOl，在所述重組表達載體中，所述植物干旱誘導表達啟動子PosDrol連接于待表達的基因序列的上游。在一種實現(xiàn)方式中，所述待表達的基因為Gus基因，所述重組表達載體為pCAMBIA1391-PosDrol，該重組表達載體為將SEQ ID No:1所示的序列即PosDrol或啟動子PosDrol構(gòu)建于pCAMBIA1391中得到的重組表達載體，本文中稱為pCAMBIAl391-PosDroI。在實際應用中，本發(fā)明中所采用的待表達基因，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表達啟動子PosDrol、上述表達盒、或上述重組表達載體；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表達啟動子PosDrol、上述表達盒、上述重組表達載體。其中，所述轉(zhuǎn)化子優(yōu)選為轉(zhuǎn)基因細胞系、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表達啟動子PosDrol在培育轉(zhuǎn)基因植物中的應用。所述應用包括將本發(fā)明提供的上述植物干旱誘導表達啟動子PosDioI連接于載體的待表達的基因序列上游(例如，將所述啟動子序列置于目標基因之前)，從而構(gòu)建重組表達載體，將所述重組表達載體轉(zhuǎn)化到植物細胞、組織或器官中進行培育。
[0015]并且優(yōu)選地，所述應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。
[0016]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):
[0017]
【權(quán)利要求】
1.一種植物干旱誘導表達啟動子PosDrol，其特征在于，所述植物誘導表達啟動子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表達啟動子PosDrol，其特征在于，所述植物干旱誘導表達啟動子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表達啟動子PosDrol，其特征在于，所述植物干旱誘導表達啟動子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，所述植物干旱誘導表達啟動子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，所述植物干旱誘導表達啟動子PosDrol具有與SEQ ID No:1所示的DNA序列雜交的產(chǎn)物。
4.一種表達盒，其特征在于，所述表達盒包含權(quán)利要求1-3中任意一項所述的植物干旱誘導表達啟動子PosDrol。
5.—種重組表達載體,其特征在于,所述重組表達載體包含權(quán)利要求1-3中任意一項所述的植物干旱誘導表達啟動子Postool，在所述重組表達載體中，所述植物干旱誘導表達啟動子PosDrol連接于植物表達載體中待表達的基因序列的上游。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的重組表達載體，其特征在于，所述待表達的基因為Gus基因，所述重組表達載體為pCAMBIA1391-PosDrol，其中pCAMBIA1391為植物雙元表達載體。
7.—種宿主菌，其特征在于，所述宿主菌包含權(quán)利要求1-3中任意一項所述的植物干旱誘導表達啟動子Postool 、權(quán)利要求4所述的表達盒、或根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的重組表達載體，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中任意一項所述的植物干旱誘導表達啟動子Postool、權(quán)利要求4所述的表達盒、或者權(quán)利要求5或6所述的重組表達載體。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的植物干旱誘導表達啟動子PosDrol在培育轉(zhuǎn)基因植物中的應用，其特征在于，所述應用包括:將根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的植物干旱誘導表達啟動子PosDrol連接于植物表達載體中待表達的基因序列上游，從而構(gòu)建重組表達載體；將所述重組表達載體轉(zhuǎn)化到植物細胞、組織或器官中進行培育。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應用，其特征在于，所述應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】A01H5/00GK103882021SQ201410111298
【公開日】2014年6月25日 申請日期: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 申請人:安徽省農(nóng)業(yè)科學院水稻研究所