一种水稻低温诱导表达启动子Poscold10及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种植物低温诱导表达启动子Poscold10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。具体而言，本发明专利技术将上述启动子应用在植物基因工程中。本发明专利技术提供的启动子能够特异地驱动外源基因在低温条件下在植物中高强度表达。通过将本发明专利技术的启动子连接到待表达的基因并利用载体转入到植物植株中，能够在低温条件下驱动外源基因在植物的各个部位中表达。

【技术实现步骤摘要】
一种水稻低温诱导表达启动子Poscold10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植物低温诱导表达启动子及其应用，该启动子能够在水稻转基因调控体系中驱动目标基因在植株中表达。
技术介绍
水稻是世界上重要的粮食作物之一，近年来由于气候的厄尔尼诺现象，使水稻在生长阶段遭遇干旱或洪涝的极端气候，严重影响了水稻的产量。通过植物基因工程的方法改良农作物对极端气候的抗性具有重要的应用前景。启动子对基因表达的调控启示我们通过基因工程改变或添加启动子来激活抗逆基因的表达，提高农作物的抗逆性。低温是植物遇到的一种常见的环境胁迫因子，对植物的影响广泛而深刻，从种子萌发、营养生长、生殖生长到开花结果的各个阶段都受到其影响。另外，光合作用、呼吸作用、水分和营养元素的吸收运转、各种酶的活性和有机物的转化等生理生化代谢过程都受到低温的影响，过低温度或持续低于生长最适温度会对植物/作物生产造成重要影响并直接影响产量。每年全球因低温伤害造成的农作物损失高达数千亿美元，因此如何克服低温伤害，培育抗低温的基因工程作物是作物分子设计育种的热点问题。植物中存在着一个复杂的低温胁迫信号应答网络系统。植物在受到低温胁迫后能通过该系统进行一系列的基因遗传修饰，对自身的代谢和生长进行调节以适应该不利因素对其造成的影响。利用这一应答网络中关键基因，可以有效提高植物对低温的耐受性。但目前基因工程操作中，多使用组成型启动子驱动这些关键节点基因过表达，所获转基因植株虽然能够表现出较强的低温耐性，但组成型启动子带来的不必要表达往往造成植株的矮小，发育延滞和物质能量浪费，不利于潜在的实际应用推广。因此，利用低温诱导启动子，仅在低温胁迫时激活关键调控基因，将是抗低温基因工程改良的主要发展方向之一。
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低温诱导条件下表达的启动子、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。而且，本专利技术的启动子是高强度(或称作是高诱导表达效率)的启动子。为了实现上述目的，一方面，本专利技术提供一种植物低温诱导表达启动子，所述植物低温诱导表达启动子包含序列表中SEQIDNo:1所示的DNA序列。序列表中SEQIDNo:1所示的DNA序列为来源于日本晴水稻(OryzasativaLcv.Nipponbare)的水稻低温诱导表达启动子，本文中称为Poscold10或启动子Poscold10。具体而言，本申请的专利技术人发现日本晴水稻(OryzasativaLcv.Nipponbare)LOC_Os12g05210基因上游包括转录起始位点在内的2100bp的DNA序列，具有驱动目标基因在低温条件下特异性表达的功能，并且分离克隆、并鉴定了该DNA序列的功能。优选地，本专利技术提供的植物低温诱导表达启动子的DNA序列为SEQIDNo:1所示的序列，即Poscold10或启动子Poscold10。另一方面，本专利技术提供一种植物低温诱导表达启动子，其DNA序列与SEQIDNo:1所示的DNA序列有至少80％同源性；或者，所述植物低温诱导表达启动子为在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；或者所述植物低温诱导表达启动子具有与SEQIDNo:1所示的DNA序列杂交的产物。这些植物低温诱导表达启动子序列与SEQIDNo:1所示的DNA序列具有相同功能，即驱动目标基因在植物中表达。另一方面，本专利技术还提供一种包含上述植物低温诱导表达启动子的表达盒。又一方面，本专利技术还提供一种重组表达载体，所述重组表达载体包含上述的植物低温诱导表达启动子，在所述重组表达载体中，所述植物低温诱导表达启动子连接于待表达的基因序列的上游；优选地，所述待表达的基因为Gus基因，所述重组表达载体为pCAMBIA1391-Poscold10，该重组表达载体为将SEQIDNo:1所示的序列即Poscold10或启动子Poscold10构建于pCAMBIA1391中得到的重组表达载体，本文中称为pCAMBIA1391-Poscold10。或者待表达基因可以为任何对作物的耐寒性具有改善能力的基因。通过本专利技术的启动子驱动该耐寒基因在寒冷条件下集中表达，从而实现改善作物耐寒性状的功能。另一方面，本专利技术还提供一种宿主菌，所述宿主菌包含本专利技术提供的上述植物低温诱导表达启动子、上述表达盒、或上述重组表达载体；优选地，所述宿主菌为根癌农杆菌。另一方面，本专利技术提供一种转化子，所述转化子包含本专利技术提供的上述植物低温诱导表达启动子、上述表达盒、上述重组表达载体、或上述宿主菌。其中，所述转化子优选为转基因细胞系、愈伤组织或植株。再一方面，本专利技术提供上述植物低温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植物低温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。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)：CTTGGGCCCGTGTCAGTGAGGTGGCGGCGGCAATGGCGTCGGCAGCGGGTGGTTCGTGGTGGGCATCCTTCTTCAACCTCTGGTTATTCTGTAGCATTGCCCACAGCTCAAGCACTCAACTGTTATGTTGAGAAAACGAAGGCAGAAGAGATAAAATGAAGCTAGAGCTGGAAATGGTTGACCATGACCGGCTTTCAGACATAGAAAATTCATTCAAGAAGTTGTCTAAGCAGAAAAAAGAGACTGATGACATTAGAAATTGGTTCATAGGAACAGTAGTTGTAGCTGTGTTCCTTCTCATGAAGCTATTTGATAATATGTACTATGCTTGCCATTGTTGATTTTGTACATGTCAATTACCAGAATTAATGGATGGGGATCACTCAGCATGTTGATGTCTCAGCAACCTATCCATGTGAATTCTGTTTATCTATCTCCCACTATTTGAAACTCTAAATTACAGCTTCTTCAGATGGGTTGTCTAACTTATCCTTCAATTTTAGATTCTTGCTAAGTTCTAGTTCGTTCTGTTTGGCTGAAAATTTGCAGAATTCTGTTTATCTATCTCCCACTGTCTGAAACTCTGAATTACAACACACTAGTACGAGTATGTTTGTTTCAGTCTTTCAGAATCATGTAAATTATACTTTTTTTCAGTAATTATTGCCCATGTGTCTAGCACTCTACTCCAG本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种植物低温诱导表达启动子Poscold10，其特征在于，所述植物低温诱导表达启动子Poscold10包含SEQ ID No:1所示的DNA序列。/n

【技术特征摘要】
1.一种植物低温诱导表达启动子Poscold10，其特征在于，所述植物低温诱导表达启动子Poscold10包含SEQIDNo:1所示的DNA序列。


2.根据权利要求1所述的植物低温诱导表达启动子Poscold10，其特征在于，所述植物低温诱导表达启动子Poscold10的DNA序列为SEQIDNo:1所示的序列。


3.一种表达盒，其特征在于，所述表达盒包含权利要求1-2中任意一项所述的植物低温诱导表达启动子Poscold10。


4.一种重组表达载体，其特征在于，所述重组表达载体包含权利要求1-3中任意一项所述的植物低温诱导表达启动子Poscold10，在所述重组表达载体中，所述植物低温诱导表达启动子Poscold10连接于载体中待表达的基因序列的上游。


5.根据权利要求1所述的重组表达载体，其特征在于，所述待表达的基因为Gus基因或耐冷基因，所述重组表达载体为pCAMBIA1391-Poscold10，其中pCAMBIA1391为植物双元表达载体...

【专利技术属性】
技术研发人员：许蓉芳，李娟，秦瑞英，刘小双，廖圣祥，
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