一种水稻外因胁迫诱导表达启动子Psubs3及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种水稻外因胁迫诱导表达启动子Psubs3及其应用。该诱导表达启动子序列如SEQ ID No:1所示的核苷酸序列，本发明专利技术还提供了另一种外因诱导表达启动子，其序列如SEQ ID No:2所示。具体而言，本发明专利技术将上述启动子应用在植物转基因工程中。本发明专利技术提供的启动子可以在水淹或多盐环境下，启动外源基因在植物中表达，适用于任何植物，尤其能够驱动外源基因在水稻植株中诱导表达，因此可以用于提高和改善水稻在水淹环境下的生长特性，从而培育出理想的水稻品种。

【技术实现步骤摘要】
一种水稻外因胁迫诱导表达启动子Psubs3及其应用
本专利技术涉及生物技术和植物基因工程
具体而言，本专利技术涉及一种水稻外因胁迫诱导表达启动子及其应用。
技术介绍
水稻是广泛分布在我国南方的粮食作物，洪涝灾害一般出现在4-7月，降雨强度大，时间长。早稻生长易受其影响，导致水稻大面积被淹，产量下降，严重时部分地区甚至出现绝收的现象，影响我国粮食安全。水稻作为一种半水生植物，能够耐受一定程度的水淹环境，但不同的水稻品种对完全水淹的耐受力是不同的。大多数水稻品种是非常敏感的，会在水淹一周之内死亡，但也存在一些水稻在完全水淹数周后仍能存活。因此，研究水稻的耐淹机制对提高水稻的品质和产量就有重要的推动作用。目前，随着分子生物学、生物信息学的飞速发展和转基因技术的日趋成熟，通过现代基因工程技术进行分子育种已成为改良水稻耐受水淹的一种高效途径。据悉水稻对水淹胁迫的耐受力主要与SK1基因、SK2基因、Sub1A基因有关。这三个基因能够直接或间接调节植株的发酵作用、细胞伸长、碳水化合物代谢及能量代谢等作用。其中SK1、SK2基因位于水稻12号染色体上，编码两个ERF蛋白。当水稻处于部分水淹即深水条件时，这两个基因能够参与乙烯信号转导途径，并且通过促进赤霉素的合成而使水稻植株显著伸长，进而使水稻叶片伸出水面与氧气接触来赋予水稻耐淹性。在非深水品种中不存在SK基因，即所有的粳稻中都不存在SK基因。Sub1A基因位于9号染色体着丝点附近，编码一个ERF蛋白。SK1基因、SK2基因、Sub1A基因通过作用于下游的脱落酸或赤霉素来控制芽的生长，产生两种相反的应对水淹的适应性策略，由SK1、SK2基因控制的机制称为逃逸策略，即当水稻受到淹涝胁迫时，它们可能会促进的赤霉素积累以最终促使植株的伸长生长，从而使植株重新伸出水面恢复有氧代谢来逃避洪水造成的水淹环境而避免死亡。由Sub1A基因控制的机制称为静止策略，即水稻在受到淹涝胁迫时，植物不能进行快速的伸长生长，因此植物需储存碳水化合物使其能够在爆发洪水的条件下生存。在此种机制中,植株生长减缓,从而保存了能量及碳水化合物以待洪水退去后继续生长时使用。在其他物种(如拟南芥、莲花、白杨等)也存在类似的耐淹机制,这说明植物中存在一种保守的水淹响应网络。在植物基因工程中，为了提高植物的耐淹能力，往往使用组成型启动子如35S、Ubiqitin去驱动外源基因的表达。在基因高强度表达的同时，也造成了植株生长过程中的物质和能量浪费，甚至由于外源基因的积累，影响了植株的正常生长和发育。为了克服这一不足，诱导性启动子即在某种条件出现后才启动下游基因表达的启动子越来越受到人们的关注。到目前为止，植物中受水淹诱导的启动子为数不多。我国水稻资源丰富，从水稻种发掘、克隆耐水淹相关基因及其水淹诱导启动子，将对水稻耐水淹品种的选育具有重要的理论及实际意义，利用水稻来源的水淹诱导表达的启动子驱动抗性基因的表达，是改良水稻抗性的最佳选择之一。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种水稻中驱动外源基因在外部诱导条件下，尤其是水淹条件下特异性表达的启动子以及该启动子的应用。为了实现上述目的，一方面，本专利技术提供了一种水稻外因诱导型组织特异性启动子，其特征在于，该启动子包含序列表中SEQIDNo.1或2所示的核苷酸序列及其同源衍生物。优选地，所述启动子由序列表中SEQIDNo.1中所示序列构成，所述外因为水淹。另一方面，本专利技术提供一组扩增权利要求1所述核苷酸序列的全部或其任意片段的引物对。优选地，正向引物的核苷酸序列如SEQIDNo：3所示，反向引物的核苷酸序列如SEQIDNo：4所示。另一方面，本专利技术提供一种权利要求1所述的水稻外因诱导型组织特异性启动子在培育转基因植物中的应用。另一方面本专利技术提供一种增强植物耐水淹能力的方法，其特征在于，所述方法包括：将权利要求2中所述的水稻水淹诱导表达启动子Psubs3连接耐淹基因，构成重组载体，将所述重组载体导入到目标植株中，当所述目标植株遭受水淹环境时，所述水稻水淹诱导特异性启动子Psubs3诱导所述耐水淹基因大量表达，以促进植物的根、茎、叶的耐水淹性状。另一方面，本专利技术提供一种培育具有增强外因抵抗力的水稻的培育方法，其特征在于，将权利要求1中所述的水稻外因诱导表达启动子连接至耐淹基因或耐盐基因，构成重组载体，将所述重组载体转入到目标植株中。序列表中SEQIDNo:1所示的DNA序列为来源于日本晴水稻(OryzasativaLcv.Nipponbare)的水稻水淹诱导表达启动子，本文中称为Psubs3或启动子Psubs3。本专利技术提供上述水稻水淹诱导表达启动子在培育转基因植物中的应用。所述应用包括将本专利技术提供的上述水稻水淹诱导表达启动子连接于载体的待表达的基因序列上游(例如，将所述启动子序列置于目标基因之前)，从而构建重组表达载体，将所述重组表达载体转化到植物细胞、组织或器官中进行培育。待表达基因采用耐淹基因。并且优选地，所述应用可以用于改良植物生长特性，所述植物为单子叶植物，例如水稻、小麦、玉米、大麦、高粱或燕麦，优选为水稻。本专利技术中所提供的启动子的DNA序列为(与序列表中SEQIDNo：1中相同)：TTTACTCACCGTGTCCTCTGTTGATTTTTGTGATGCCCAAATTGTTTGATTTCATGATGTGCTTAGAACTGTTGCCAGTGCAAGTTGATTTACATGTAAACCTATTCTATGATGCATTTCTTTCATCCTTCATGTGTGAATCTGTGAGATGAATGCAACTACAACTAGCAAAAGAACATTTTTTTCACAGGTAACCAGCAGCATTGATGGGCCGCATTGTGCTACTCGTCACATGTAACTCACTTGTGACGGGTTGTGACGCGACAAGTTAAAAGGGGGTTAACATTACCTGTGACGGGTTGTCATTTGTAATCTGTCAGAGGTGATTCATACTAGTGACGTGCCTTTAGCCGTCAAAGATAAGTTTAGTCATCACTAACCACTCATCTCTTACCAACGCCCTACCCGTTAGAGGTGACAGTTTGAGCCTGTCACCGATGACCCAATCTAGTGTAATGATTCTCAATATCAAAATTGTATAACTCGACGAGGTCAACCATTCTAGATTTGATGACTATTCTTTTGATGTCACTAGCAAAATGCCCATGCGTTGCACCGGGTAATGTCGCGTTGGATAAAGTTTAACTGAACGATTTTTTAAGCGGTATAGTATGACAATAATAGTGATCAAGTAATCGTTCATAATTTTCTAGCAATTTTAAAATGGCTCAAAATAATGCCAAGAAAATTTTGTAAACGACTAAATAAATTAAATCGATGGAATTAAATAAAATTCTATTTCGACCTATTACTTTTGTAACTGACCCAAAAAATCGGATCGGCCCGTTTAGCGCGAGCCGATTGCACTACAAGTGGCCCATCTACCGGCGACGGCCCGACACGCGGCAAAGGGCA本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.水稻外因诱导型组织特异性启动子，其特征在于，该启动子包含序列表中SEQ ID No.1或2所示的核苷酸序列及其同源衍生物。

【技术特征摘要】
1.水稻外因诱导型组织特异性启动子，其特征在于，该启动子包含序列表中SEQIDNo.1或2所示的核苷酸序列及其同源衍生物。2.根据权利要求1所述的水稻外因诱导型组织特异性启动子，其特征在于，所述启动子由序列表中SEQIDNo.1中所示序列构成，所述外因为水淹。3.一组扩增权利要求1所述核苷酸序列的全部或其任意片段的引物对。4.根据权利要求3所述的引物对，其特征在于，正向引物的核苷酸序列如SEQIDNo：3所示，反向引物的核苷酸序列如SEQIDNo：4所示。5.一种权利要求1所述的水稻外因诱导型组织特异性启...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦瑞英，杨亚春，李娟，李浩，魏鹏程，杨剑波，
申请(专利权)人：安徽省农业科学院水稻研究所，
类型：发明
国别省市：安徽,34