启动子GmLHY在调控基因时间特异性响应光信号中的应用制造技术

本发明专利技术涉及植物基因工程技术领域，具体涉及启动子GmLHY在调控基因时间特异性响应光信号中的应用。本发明专利技术提供一种能够在特定时间响应光信号调节基因近日节律性表达相位的大豆启动子GmLHY，由该启动子驱动的基因，不仅可呈现近日节律性表达，而且，还可在特定时间的光照处理条件下改变节律性表达的相位，在植物基因表达调控以及具有优良性状的转基因植物构建和育种中具有较高的应用价值。建和育种中具有较高的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
启动子GmLHY在调控基因时间特异性响应光信号中的应用


[0001]本专利技术涉及植物基因工程
，具体涉及启动子GmLHY在调控基因时间特异性响应光信号中的应用。

技术介绍

[0002]生物钟是维持植物自身生长发育和物质代谢与环境昼夜节律同步化的内源分子机制。CCA1(CIRCADIAN CLOCK ASSOCIATED 1)是植物中第一个被克隆的生物钟基因，CCA1和其同源基因LHY(LATE ELONGATED HYPOCOTYL)在清晨表达，CCA1和LHY形成同源和异源二聚体，通过结合靶基因启动子区抑制TOC1等基因的表达。能够驱动基因节律性表达的启动子的发现对于植物的基因表达和节律性调控具有重要作用，而可在特定时间响应光信号调节节律表达方式的启动子对于改变基因的节律性表达方式提供了有力的分子工具。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供能够调控基因时间特异性响应光信号调控近日节律性表达的大豆启动子。
[0004]为实现上述目的，本专利技术对大豆中参与生物钟调控并呈现节律性表达的基因上游序列(启动子区)进行了大量筛选，本专利技术发现，有些基因的启动子区虽然能够调控基因呈现近日节律性表达，但在持续黑暗条件下不能维持稳健的节律性；有些基因的启动子区虽然能够响应光照处理，但并不能调整节律性表达的相位。本专利技术发现，GmLHY基因(基因ID：Glyma07g05410)的上游序列能够在环境温度恒定、持续黑暗条件下节律性表达，且能够通过在不同的特定时间响应光照处理，实现基因近日节律性表达相位的前移和后置的双向调节。本专利技术还发现选取GmLHY基因上游不同长度的序列片段，其对于光信号的响应以及节律性表达的相位和表达强度明显不同，其中，如SEQ ID NO.1所示的启动子可高效驱动基因时间特异性响应光信号调节近日节律性表达的相位。
[0005]具体地，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术提供启动子GmLHY或含有所述启动子GmLHY的表达盒、载体或微生物在调控基因在植物中近日节律性表达中的应用。
[0007]第二方面，本专利技术提供启动子GmLHY或含有所述启动子GmLHY的表达盒、载体或微生物在驱动目标基因在环境温度恒定、持续黑暗条件下近日节律性表达中的应用。
[0008]第三方面，本专利技术提供启动子GmLHY或含有所述启动子GmLHY的表达盒、载体或微生物在检测植物在环境温度恒定、持续黑暗条件下的近日节律表型中的应用。
[0009]第四方面，本专利技术提供启动子GmLHY或含有所述启动子GmLHY的表达盒、载体或微生物在通过环境光信号处理，时间特异性调控目标基因在植物中节律性表达相位中的应用。
[0010]优选地，所述调控近日节律性表达的相位为近日节律性表达的相位的前移或后置。
[0011]具体地，在“清晨”进行光信号处理，近日节律性表达相位前移，在“下午”进行光信号处理，近日节律性表达相位不变，在“夜间”进行光信号处理，近日节律性表达相位后置。
[0012]第五方面，本专利技术提供启动子GmLHY或含有所述启动子GmLHY的表达盒、载体或微生物在植物时间特异性响应光信号的近日节律性调控中的应用。
[0013]本专利技术所述的光信号处理具体为光照处理，所述光照处理优选为在温度恒定条件下，使用光强在≥50μmol/m2/s的白光处理，优选为在光强≥100μmol/m2/s的白光处理。
[0014]第六方面，本专利技术提供启动子GmLHY或含有所述启动子GmLHY的表达盒、载体或微生物在制备植物近日节律性改变的转基因植物中的应用。
[0015]本专利技术所述的植物优选为双子叶植物，更优选为豆科植物，最优选为大豆。
[0016]本专利技术所述的启动子GmLHY的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0017]本专利技术所述的含有启动子GmLHY的表达盒可以为在启动子GmLHY的下游可操作地连接任意目标基因序列得到的表达单元。
[0018]本专利技术所述的含有启动子GmLHY的载体可以为克隆载体、表达载体、整合载体或转座子等任意本领域已知的载体。
[0019]本专利技术所述的微生物包括但不限于大肠杆菌、农杆菌等。
[0020]本专利技术所述的基因可以为功能基因、功能基因的反义基因或能够干扰功能基因表达的小RNA基因。
[0021]第七方面，本专利技术提供一种调控基因在植物中时间特异性响应光信号调控近日节律性表达的方法，该方法具体为：将所述基因可操作性地连接于启动子GmLHY的下游，以启动子GmLHY驱动所述基因在植物中时间特异性响应光信号改变近日节律性表达的相位。
[0022]具体地，所述方法包括：将所述基因可操作性地连接于启动子GmLHY的下游，以启动子GmLHY驱动所述基因的表达；将含有启动子GmLHY的表达盒或载体导入植物中。
[0023]以上所述的方法中，所述植物优选为双子叶植物，更优选为豆科植物，最优选为大豆。
[0024]以上所述的方法中，所述启动子GmLHY的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0025]本专利技术的有益效果至少包括：本专利技术提供一种能够在特定时间响应光信号调节基因近日节律性表达相位的大豆启动子GmLHY，由该启动子驱动的基因，不仅可呈现近日节律性表达，而且，还可在特定时间的光照处理条件下改变节律性表达的相位，在植物基因表达调控以及具有优良性状的转基因植物构建和育种中具有较高的应用价值。
附图说明
[0026]图1为本专利技术实施例2中转化pH2GW7Δ-GmLHY:LUC的大豆中LUC基因在大豆发状根中表达的生物发光信号检测结果；其中，A为发状根明场成像；B为发状根的生物发光成像的结果，箭头所指为获得的转化阳性发状根。
[0027]图2为本专利技术实施例3中在不同时间点进行光照处理，转化pH2GW7Δ-GmLHY:LUC的大豆中LUC基因在大豆发状根中时间特异性响应光信号调节节律性表达相位的分析结果，其中，A为在清晨进行3小时的光照处理，GmLHY:LUC表达相位前移；B为在下午进行3小时的光照处理，GmLHY:LUC表达相位无明显变化；C为在夜间进行3小时的光照处理，GmLHY:LUC表达相位后置。
具体实施方式
[0028]下面将结合实施例对本专利技术的优选实施方式进行详细说明。需要理解的是以下实施例的给出仅是为了起到说明的目的，并不是用于对本专利技术的范围进行限制。本领域的技术人员在不背离本专利技术的宗旨和精神的情况下，可以对本专利技术进行各种修改和替换。
[0029]下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0030]下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0031]实施例1大豆GmLHY启动子的克隆
[0032]利用正向引物5
’-
CGGGATCCAGACGTGAAACCTCATATTAGTTCC-3
’
(SEQ ID NO.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.启动子GmLHY或含有所述启动子GmLHY的表达盒、载体或微生物在调控基因在植物中近日节律性表达中的应用。2.启动子GmLHY或含有所述启动子GmLHY的表达盒、载体或微生物在驱动目标基因在环境温度恒定、持续黑暗条件下近日节律性表达中的应用。3.启动子GmLHY或含有所述启动子GmLHY的表达盒、载体或微生物在检测植物在环境温度恒定、持续黑暗条件下的近日节律表型中的应用。4.启动子GmLHY或含有所述启动子GmLHY的表达盒、载体或微生物在通过环境光信号处理，时间特异性调控目标基因在植物中节律性表达相位中的应用。5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述调控近日节律性表达的相位为近日节律性表达的相位的前移或后置；优选地，在“清晨”进行光信号处理，近日节律性表达相位前移，在“下午”进行光信号处理，近日节律性表达相位不变，在“夜间”进行光信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐小冬，谢启光，袁力，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：