一种植物特异表达启动子POssalt2及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种植物特异表达启动子POssalt2及其应用。本发明专利技术还提供了含有该启动子的表达盒、植物表达载体、宿主菌和转化子。本发明专利技术将POssalt2启动子应用在植物基因工程中。本发明专利技术提供的POssalt2启动子可以在盐胁迫条件下，启动下游基因在植物中高表达。因此该启动子可以用于提高和改善植物在盐胁迫下的生长状况及环境适应性，从而有效提高植物的抗逆性。

【技术实现步骤摘要】
一种植物特异表达启动子POssalt2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特异表达启动子，尤其是盐诱导表达启动子及其应用。
技术介绍
土壤盐渍化是限制农作物生长、造成粮食减产的主要非生物胁迫因子之一。水稻(OryzasativaL)是禾本科植物的模式物种，是一种对盐中度敏感的作物，盐胁迫已成为中国盐碱稻区水稻稳产的主要制约因素。盐胁迫会造成水稻发育迟缓，抑制水稻组织和器官的生长和分化。在NaCl胁迫下，随着浓度升高，水稻叶片的生长发育受到明显抑制，叶片逐渐变短、变小，绿色也随之变浅；植株高度与干重都受到明显的抑制。因此，深入开展水稻的耐盐性机制研究，不仅对发挥水稻品种在盐碱区的产量潜力有着现实意义，对探索植物耐盐性的分子机理也有着重要学术意义。在逆境下，植物不能像动物那样迅速逃离，只能调节自身的条件来适应环境。为应对盐胁迫逆境，植物体发展出了复杂的信号系统和调控网络。转录因子和基因启动子在这些调控网络中起着十分关键的作用，它们通过相互作用，调控相关基因的表达水平，来调节植物生长发育和逆境胁迫反应。启动子是基因上游的一段DNA序列，因此它又被称之为基因表达的“分子开关”。转基因技术在农作物中的发展应用是现代农业的一个发展趋势，实现外源基因在转基因植株中的精确调控表达是必要的。为了达到这个目的，组织特异性启动子和诱导性启动子常常用来替换组成型启动子如35S，来驱动下游基因在合适部位、合适条件下表达，这样能大大减少外源基因的过量表达对植株生长发育造成的伤害，且能提高转基因植物的安全性。为了提高植物在盐逆境下的生存能力，利用盐诱导启动子驱动相关基因在植物体内表达，是一个合理的优化策略。但目前大多数的研究是关于盐相关基因的功能分析，对于盐诱导启动子的研究甚少。而且目前的研究多数停留在启动子功能分析及表达调控上，真正能在生产实践上大规模使用的更是屈指可数。另外，很多诱导型启动子都存在有背景表达，即在没有诱导处理时出现较高的背景表达，影响了诱导调控的准确性。因此，有必要去挖掘一些没有背景表达，且诱导活性高的盐诱导启动子，一方面可以应用于植物转基因工程上，提高植物的耐盐性，培育理想的转基因植物品种；另一方面，可以充实启动子的储备，为以后的应用提供基础。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种驱动外源基因在盐条件下特异性表达的启动子、获得含有该启动子序列的转化子以及该启动子的应用。其中，本文中所涉及的“植物”是指单子叶植物，例如水稻、小麦、玉米、大麦、高粱或燕麦，优选为水稻。为了实现上述目的，一方面，本专利技术提供一种植物诱导表达启动子，其特征在于，所述植物诱导表达启动子提取自日本晴水稻。优选地，其为水稻盐诱导表达启动子POssalt2，所述水稻盐诱导表达启动子的DNA序列与SEQIDNo:1所示的DNA序列有至少80％同源性；或者，所述水稻盐诱导表达启动子POssalt2为在SEQIDNo:1所示的DNA序列中添加、取代、插入或缺失一个或一个以上核苷酸生成的突变体或等位基因或衍生物；或者，所述水稻盐诱导表达启动子POssalt2具有与SEQIDNo:1所示的DNA序列杂交的产物。优选地，所述启动子的序列包含SEQIDNo:2所示序列。另一方面本专利技术提供一种表达盒，其特征在于，所述表达盒包含所述的水稻盐诱导表达启动子POssalt2。另一方面，本专利技术提供一种重组表达载体，其特征在于，所述重组表达载体包含所述的水稻盐诱导表达启动子POssalt2，在所述重组表达载体中，所述水稻盐诱导表达启动子POssalt2连接于载体中待表达的基因序列的上游；另一方面，本专利技术提供一种所述的水稻盐诱导表达启动子POssalt2在培育转基因植物中的应用，其特征在于，所述应用包括：将根据所述的水稻盐诱导表达启动子POssalt2连接于载体中待表达的基因序列上游，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。优选地，所述应用用于改良植物生长特性，所述植物为单子叶植物：水稻、小麦、玉米、大麦、高粱或燕麦。另一方面，本专利技术提供一种增强植物耐盐能力的方法，其特征在于，所述方法包括：将权利要求1中所述的水稻盐诱导表达启动子POssalt2连接目标基因，构成重组载体，将所述重组载体导入到目标植株中，当所述目标植株所处环境中盐分增多时，所述水稻盐诱导表达启动子POssalt2诱导目标基因的表达，提高植株的在盐环境下的生存能力。另一方面，本专利技术提供一种所述的水稻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：将权利要求3所述的水稻特异表达启动子POsRo5连接于载体中待表达的基因序列上游，从而构建重组表达载体；将所述重组表达载体转化到水稻细胞、组织或器官中进行培育，优选地，所述待表达基因为具有改善水稻根性状的基因。该启动子可以在水稻根中驱动目标基因特异性表达，将其与耐盐基因结合使用，可以有效提高水稻耐盐性。综上所述，本专利技术的专利技术人从日本晴水稻(OryzasativaLcv.Nipponbare)中分离克隆得到结构包括转录起始位点在内的2072bp的DNA序列，并将其命名为POssalt2(序列表中的SEQIDNo:1)。将该序列经酶切后连接到植物双元表达载体pCAMBIA1381上，获得相应的重组质粒(即重组表达载体)，利用该重组质粒转化根癌农杆菌菌株EHA105，然后用农杆菌介导的方法进行水稻的转化，得到转基因水稻植株。用200mMNaCl溶液模拟盐逆境，对获得的转基因水稻进行组织化学检测发现，转基因植株在盐诱导处理前，各组织没有蓝色，而在盐诱导处理后，整体上的GUS基因表达水平相对较高，各个组织显现蓝色，从而证明该2072bp的序列具有盐诱导表达活性。技术效果本专利技术所克隆的水稻启动子POssalt2是一个盐诱导表达启动子。该启动子可与植物双元表达载体连接，用于取代组成型启动子。该启动子序列可以用于驱动靶标基因如一些逆境响应基因，构建重组植物表达载体，经转化后，在盐诱导处理后可驱动靶标基因在植株中特异性表达，从而提高外源靶标基因在植物中的表达量，增加转基因的效果，而在没有盐诱导条件下，不影响植株的生长和发育，从而培育出理想的生物安全性高的转基因植物品种。附图说明以下，结合附图来详细说明本专利技术的实施方案，其中：图1为pCAMBIA1381-POssalt2表达载体示意图，利用POssalt2启动子驱动位于其下游的GUS基因表达；图2对本专利技术构建pCAMBIA1381-POssalt2表达载体进行酶切验证的结果示意图。图3为GUS染色分析POssalt2的活性。其中，A、B和C分别代表200mMNaCl溶液处理前的10天转基因植株的根、茎和叶的染色结果；D、E和F代表200mMNaCl溶液处理后的根、茎和叶的染色结果。图4为实时荧光定量PCR分析POssalt2启动子受盐诱导后的活性变化。10天的转基因植株在用200mMNaCl溶液处理后，分别在4h、8h、12h和24h下POssalt2启动子驱动的GUS基因表达量。图5是本专利技术实施例2中的启动子驱动Gus基因的表达情况。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的详细说明。下面所涉及的实验材料均为市售。1、含有酶切位点的P本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种植物特异表达启动子，其特征在于，所述植物特异表达启动子提取自日本晴水稻。

【技术特征摘要】
1.一种植物特异表达启动子，其特征在于，所述植物特异表达启动子提取自日本晴水稻。2.根据权利要求1所述的植物特异表达启动子，其特征在于，其为水稻盐诱导表达启动子POssalt2，所述水稻盐诱导表达启动子的DNA序列与SEQIDNo:1所示的DNA序列有至少80％同源性；或者，所述水稻盐诱导表达启动子POssalt2为在SEQIDNo:1所示的DNA序列中添加、取代、插入或缺失一个或一个以上核苷酸生成的突变体或等位基因或衍生物；或者，所述水稻盐诱导表达启动子POssalt2具有与SEQIDNo:1所示的DNA序列杂交的产物。3.根据权利要求1所述的植物特异表达启动子，其特征在于，所述启动子的序列包含SEQIDNo:2所示序列。4.一种表达盒，其特征在于，所述表达盒包含权利要求2中所述的水稻盐诱导表达启动子POssalt2。5.一种重组表达载体，其特征在于，所述重组表达载体包含权利要求2中一项所述的水稻盐诱导表达启动子POssalt2，在所述重组表达载体中，所述水稻盐诱导表达启动子POssalt2连接于载体中待表达的基因序列的上游。6.一种根据权利要求2中所述的水稻盐诱导表达...

【专利技术属性】
技术研发人员：李娟，杨亚春，李浩，秦瑞英，杨剑波，魏鹏程，
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