一种诱导型启动子及其应用制造技术

本公开涉及一种诱导型启动子，还涉及含有所述诱导型启动子的表达载体以及该诱导型启动子在调控目标基因表达中的应用，本公开所提供的诱导型启动子具有在诱导条件下启动下游结构蛋白基因表达的功能。为利用其诱导表达机制、提高白木香倍半萜的合成表达量、了解与白木香倍半萜合酶基因的创伤诱导表达相关的机制提供了技术支持。

Inducible promoter and application thereof

The invention relates to an inducible promoter, but also relates to the expression vector containing the inducible promoter and the inducible promoter in regulating the expression of target gene using the inducible promoter provided the public with in vitro and activate the downstream structural protein gene expression function. In order to provide the technical support for the use of the mechanism of inducing expression, increasing the amount of synthesis and expression, and understanding the mechanism of wound induced expression of the sesquiterpene synthase gene.

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及植物基因工程领域，具体地，涉及一种诱导型启动子及其应用。
技术介绍
沉香属白木香(Aquilariasinensis)为我国特有的珍稀濒危植物，是我国生产名贵芳香类药材沉香的唯一正品植物来源。研究表明，倍半萜类物质是沉香药材的最主要成分，也是其精油的主要成分(Hashimotoetal.,1985；Chenetal.,2011,Chenetal.,2012)。沉香倍半萜在健康白木香树中几乎没有，是树体受到伤害诱导后启动相应代谢途径合成的。倍半萜合酶是倍半萜生物合成途径中催化FPP合成倍半萜的关键酶。倍半萜合酶基因ASS1是典型的诱导表达基因，而且在转录水平存在重要调控。然而，关于沉香倍半萜合酶基因的转录调控机制还未见报道。启动子是RNA聚合酶特异性识别和结合的一段DNA序列，位于基因5′端上游转录起始位点附近，是基因表达调控的重要组成元件，控制基因表达的起始时间和表达程度(Hernandez-GarciaandFiner，2014)。启动子片段中存在大量的顺式作用元件，转录因子通过与顺式作用元件结合从而调控基因的转录，使基因具有时空表达特异性。所以，启动子的分离和功能分析是基因工程研究的重要内容。在转基因育种操作中，目前较多使用的启动子种类是组成型启动子。这类启动子的作用特点是：表达具持续性，RNA和蛋白质表达量也是相对恒定，表达量不表现时空特异性也不受外界因素的诱导。然而，在转基因植物中，组成型启动子持续过量表达往往阻碍植物的正常生长，甚至降低其产量；而诱导型启动子可使目的基因只在特殊的诱导条件下才大量表达，不会造成浪费或影响植物生长发育，在基因工程育种中具有很好的应用前景。因此，对诱导型启动子进行开发和利用有助于基因工程技术的发展和进步。
技术实现思路
本公开的目的是提供一种诱导型启动子及其应用。为了实现上述目的，本公开的第一个方面提供一种诱导型启动子，所述诱导型启动子具有如SEQIDNO.1所示的核酸片段，该诱导型启动子长度为243-3000bp，并且所述诱导型启动子能够在存在诱导信号分子的条件下启动目标基因的转录。优选的，所述诱导型启动子具有如SEQIDNO.2所示的核酸片段，所述诱导型启动子为白木香倍半萜合酶基因的诱导型启动子。本公开的第二个方面提供一种重组表达载体，所述重组表达载体含有本公开第一个方面所述的诱导型启动子。本公开的第三个方面提供一种含有本公开的第二个方面所述的重组表达载体的宿主细胞。本公开的第四个方面提供本公开第一方面所述的诱导型启动子在调控目标基因表达中的应用。优选的，包括如下1)-2)中任意一种：1)不存在信号诱导分子的条件下，抑制目标基因转录；2)在存在信号诱导分子的条件下，启动目标基因转录。优选的，所述信号诱导分子为茉莉酸、过氧化氢、水杨酸和脱落酸中的至少一种。优选的，所述目标基因为白木香倍半萜合酶基因或报告基因。本公开的第五个方面提供诱导型启动子在研究与白木香倍半萜合成相关机制中的用途，其中，所述诱导型启动子为本公开第一个方面所述的诱导型启动子。本公开的第六个方面提供所述诱导型启动子在制备转基因植物中的用途。通过上述技术方案，本公开提供了诱导型启动子，该诱导型启动子具有在诱导条件下启动下游结构蛋白基因表达的功能。为利用其诱导表达机制、提高白木香倍半萜的合成表达量、了解与白木香倍半萜合酶基因的创伤诱导表达相关的机制提供了技术支持。本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：图1是不同长度启动子的诱导表达活性的示意图。图2是拟南芥GUS染色观察结果。图3是外源激素处理ASS1P:GUS转基因拟南芥的GUS活性检测结果。具体实施方式以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。本公开提供了一种诱导型启动子，所述诱导型启动子具有如SEQIDNO.1所示的核酸片段，该诱导型启动子长度为243-3000p，并且所述诱导型启动子能够在存在诱导信号分子的条件下启动目标基因的转录。本公开所提供的诱导型启动子至少具有如下特点，在没有诱导信号分子作用的条件下，不能启动下游结构基因序列的转录或目的基因表达量极低。在信号诱导分子的作用下，启动子活化从而启动下游结构基因的转录过程。其中，SEQIDNO.1所示的核苷酸片段属于该启动子的核心调控序列，存在信号诱导分子时，可以启动下游结构基因的转录，在没有信号诱导分子结合作用的情况下，可以调控下游结构基因不开始转录。在本公开中，单个转录抑制子或是起抑制作用的复合物可以结合在所述启动子的核心调控区段(SEQIDNO.1所示的序列)，信号诱导分子可以解除抑制，从而启动基因表达。其中，所述信号诱导分子可以为在创伤诱导条件下植物所分泌的物质，例如在物理伤害、化学伤害、微生物感染等条件下合成和/或分泌的物质。可以通过对植物进行创伤处理来获得存在信号诱导分子的条件，也可以通过外源添加信号诱导分子的方式来获得存在信号诱导分子的条件。在本公开的一种优选的实施方式中，能够作为信号诱导分子的物质包括但不限于茉莉酸、过氧化氢、水杨酸和脱落酸等。SEQIDNO.1所示的片段是使得核酸序列能够具有诱导型启动子特征的必要条件；也可以在该核心片段的两端进行适当的延长直至达到243-3000bp的长度，只要延长后得到的核酸还能够受到信号诱导分子的调控即可。值得注意的，本领域技术人员能够从本公开的
技术实现思路
认识和理解到，将SEQIDNO.1所示的序列构建在其他组成型启动子上游所形成的重组片段也具有诱导启动的能力，也属于本公开的保护范围，应用SEQIDNO.1所示序列对除白木香倍半萜合酶基因之外其他的基因的表达进行调控的技术方案也属于本公开的保护范围。其中，优选地，所述诱导型启动子具有如SEQIDNO.2所示的核酸片段。值得注意的，本领域技术人员能够从本公开的
技术实现思路
认识和理解到，当删除SEQIDNO.2所示的核酸序列中如SEQIDNO.1所示的核酸序列后，获得的剩余的序列依然能够启动下游结构基因的转录过程，但是这种启动过程不再受信号诱导分子的诱导和调节，也就是说通过这种方式获得的序列具有组成型启动子的特征。更具体的，在一种实施方式中，当删除白木香倍半萜合酶基因启动子中SEQIDNO.1所示的核酸序列后，可以使得白木香倍半萜合酶在不需要信号诱导分子的情况下大量表达。本专利技术还提供了一种重组表达载体，该重组表达载体能够允许插入阅读框并使所插入的阅读框在宿主细胞中表达出蛋白质，其中，所述重组表达载体中的启动子包括如上所述的诱导型启动子。其中，待表达的蛋白质的阅读框序列可以通过查询或测序的方式确定，待表达的蛋白质的阅读框的DNA可以通过常规的分子生物学手段获得，例如全序列合成、PCR扩增和限制性酶切。通常地，所述重组表达载体上可以具有一些常规的元件，例如复制起始点、筛选基因、多克隆位点和转录终止信号等。优选的，所述待表达的蛋白质为白木香倍半萜合酶或者报告基因所编码的蛋白，所述报告基因可以为编码抗生素抗性蛋白的基因或者可以为荧光蛋本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种诱导型启动子，其特征在于，所述诱导型启动子具有如SEQ ID NO.1所示的核酸片段，该诱导型启动子长度为243‑3000bp，并且所述诱导型启动子能够在存在诱导信号分子的条件下启动目标基因的转录。

【技术特征摘要】
1.一种诱导型启动子，其特征在于，所述诱导型启动子具有如SEQIDNO.1所示的核酸片段，该诱导型启动子长度为243-3000bp，并且所述诱导型启动子能够在存在诱导信号分子的条件下启动目标基因的转录。2.根据权利要求1所述的诱导型启动子，其中，所述诱导型启动子具有如SEQIDNO.2所示的核酸片段。3.一种重组表达载体，其特征在于，所述重组表达载体含有权利要求1或2所述的诱导型启动子。4.含有权利要求3所述的重组表达载体的宿主细胞。5.权利要求1或2所述的诱导型启动子在调控目标基因表达中的应用。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏建和，徐艳红，孙佩文，吕菲菲，高志晖，廖永翠，张争，杨云，金钺，
申请(专利权)人：中国医学科学院药用植物研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11