一种百子莲脱水素蛋白ApSK制造技术

本发明专利技术公开了一种百子莲脱水素蛋白ApSK3基因的启动子序列及其用途。其包括下述其中之一：核苷酸序列(1)，其为如SEQ ID No.1所示的多核苷酸；或核苷酸序列(2)，其与SEQ ID No.1所示的多核苷酸有80％以上同源性，优选为85％以上同源性，更优选为90％以上同源性，且具有SEQ ID No.1所示的多核苷酸功能的多核苷酸。通过检测GUS酶活性证明，其具有启动子的活性，并受干旱、盐、渗透、低温、ABA、赤霉素和乙烯诱导活性增强，由此显示了该脱水素基因在百子莲中响应逆境胁迫的作用。与其他启动子进行比较，本案适用于植物中启动报告基因如β‑葡萄糖苷酸酶基因GUS的表达。

【技术实现步骤摘要】
一种百子莲脱水素蛋白ApSK3基因的启动子序列及其用途
本专利技术涉及生物
，特别是涉及一种百子莲脱水素蛋白ApSK3基因的启动子。
技术介绍
百子莲(Agapanthuspraecox)是优良的园林观赏植物，为百子莲科多年生根茎类花卉，别名“蓝百合”，具有花期长，花朵繁茂，花色淡雅，花葶粗壮挺拔的特点，是发达国家高档鲜切花，在欧美国家享有“爱情花”的美誉；同时具有较强耐旱、耐贫瘠能力，园林中常用于盆栽、花境和护坡地被材料，夏季开花时蓝、紫、白的花色不可多得，应用前景非常广阔，因此是重要的庭院及道路绿化花卉。脱水素(dehydrin)属于胚胎晚期丰度蛋白第二族LEA-Ⅱ家族，是LEA中功能最丰富的一类蛋白，能够在植物胚胎发育后期以及逆境下大量表达，广泛分布于植物的不同组织中。它能在植物非生物胁迫耐受过程中发挥重要的保护作用，研究表明过表达脱水素基因的植物在逆境下的抗逆能力显著增强，脱水素基因的沉默则会导致植株在多种非生物胁迫下的耐受性明显降低。由此显示，脱水素对于提高植物的抗逆能力具有重要的作用，但其具体的作用机制尚不明确。启动子是一段位于基因核心序列上游的非编码核苷酸序列，可以被RNA聚合酶特异性识别、结合，从而控制转录开始和下游基因表达。启动子中的顺式作用元件对逆境胁迫信号的响应，可以调控脱水素基因在逆境下的表达。拟南芥、小麦、狗牙根等多种植物的脱水素基因启动子已被克隆出来，并对其逆境胁迫下的调控模式进行了研究。但园林观赏植物百子莲脱水素基因启动子的克隆以及其在逆境下的调控模式尚未有任何相关文献的报道。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于填补百子莲脱水素基因ApSK3启动子的克隆、调控模式分析的空白，本专利技术还提供了一种脱水素基因启动子的核酸序列；本专利技术公开了百子莲脱水素基因ApSK3的启动子序列在拟南芥受到胁迫处理后的启动活性变化模式，为今后利用基因工程技术对ApSK3基因表达的时空特性进行调控奠定基础，为提高百子莲抗逆能力与分子育种工作奠定理论依据，具有很大的应用价值。为实现上述目的及其他相关目的，，本专利技术通过以下几个方面实现。第一方面，本专利技术提出了一种百子莲脱水素蛋白ApSK3基因的启动子序列，其包括下述其中之一：核苷酸序列(1)，其如SEQIDNo.1所示的多核苷酸序列；或核苷酸序列(2)与SEQIDNo.1所示的多核苷酸序列有80％以上同源性(优选为85％以上同源性，更优选为90％以上同源性)，且具有SEQIDNo.1所示的多核苷酸序列功能的多核苷酸序列。所述核苷酸序列(2)中的多核苷酸序列具体指，SEQIDNo.1所示的多核苷酸经过取代、缺失或者添加一个或几个碱基而得到的，且具有SEQIDNo.1所示的多核苷酸功能的多核苷酸。具体为，所述SEQIDNo.1所示的多核苷酸经过1～100个碱基的缺失、插入和/或取代，或者在5’-末端和/或3’-末端添加1～50个以内碱基而得到的，且具有SEQIDNo.1所示的多核苷酸序列功能的多核苷酸。更具体为，所述SEQIDNo.1所示的多核苷酸中1～10个碱基被性质相似或相近的碱基所替换而形成的多核苷酸。本专利技术提供了具有逆境胁迫响应功能及保护功能的百子莲脱水素ApSK3基因启动子，所述启动子是由如SEQIDNO.1所示的核苷酸序列组成，该启动子活性受干旱(PEG)、高盐、渗透、低温胁迫和植物激素ABA、赤霉素、乙烯诱导。进一步优选的，所述启动子或由SEQIDNO.1所示的核苷酸序列经过取代、缺失或者添加一个或几个碱基且仍具有百子莲脱水素ApSK3基因启动子活性，受干旱(PEG)、高盐、渗透、低温胁迫和植物激素ABA、赤霉素、乙烯诱导。在本专利技术中，术语“百子莲脱水素ApSK3基因启动子序列”指在百子莲基因组上位于ApSK3基因开放阅读框(ORF)5’-上游的具有启动百子莲脱水素ApSK3基因表达的活性的核苷酸序列。在本专利技术中，“分离的DNA”、“纯化的DNA”是指，该DNA或片段已从天然状态下位于其两侧的序列中分离出来，还指该DNA或片段已经与天然状态下伴随核酸的组分分开，而且已经与在细胞中相伴随的蛋白质分开。本专利技术所述的启动子是从分离的百子莲DNA中通过染色体步移的方法克隆获得,替换质粒pBI121上的CaMV35S基因表达框。改造后的含有ApSK3基因启动子的重组质粒命名为ApSK3-P::GUS。本专利技术第二方面提供所述的多核苷酸的用途，用于作为启动子元件，所述启动子元件用于在植物生物反应器中多种蛋白或多肽的表达。具体的，所述植物生物反应器可以为植物宿主细胞。更具体的，所述启动子元件可用于在植物宿主细胞中指导多种不同来源的蛋白或多肽的诱导表达。更具体的，在正常生长条件下所述多核苷酸(即启动子)不启动下游基因的表达，但在逆境和/或激素诱导下所述多核苷酸(启动子)活性被激发可启动下游基因的表达。进一步的，所述的多种不同来源的蛋白或多肽可以是任意分子量的蛋白质，如各种植物来源蛋白、各种动物或细菌来源蛋白，以及抗体等。本专利技术第三方面提供了所述多核苷酸用于植物生物反应器的表达载体的用途。所述的多核苷酸可作为指导外源蛋白表达的启动子用于构建或改造植物生物反应器表达载体。所述待改造植物生物反应器表达载体包括但不限于：pCAMBIA系列载体、pBI系列载例如pBI121、pPZP系列载体，例如：pSN1301(可转化双子叶植物植物)、pUN1301(可转化单子叶植物)pRTL2、pRTL2-GFP、pRTL2-CFP、pRTL2-RFP、pRTL2-YFP等。本专利技术第四方面提供一种植物生物反应器表达载体，所述表达载体含有至少一个所述的多核苷酸，作为启动子元件，由所述的启动子来指导外源蛋白的表达。具体如β-葡萄糖苷酸酶基因GUS。优选的，所述表达载体为将载体pBI121中的CaMV35S启动子换为所述的多核苷酸(启动子)后获得。本专利技术第五方面提供一种宿主细胞，所述细胞含有所述的表达载体或基因组中整合有外源的所述多核苷酸。本专利技术第六方面提供了一种蛋白或多肽的表达方法，包括下列步骤：1)采用前述表达载体构建所述多种不同来源的蛋白或多肽的重组表达载体；2)将步骤1获得的重组表达载体转染宿主，并在合适表达所述蛋白或多肽的条件下培养所述宿主。优选的，所述宿主可以为宿主细胞，在本专利技术一实施例中，所述宿主为烟草叶片。优选的，所述在合适表达所述蛋白或多肽的条件下具体为采用PEG、甘露醇、NaCl、低温(4℃)、ABA、GA或乙烯诱导。优选的，所述步骤2)后，可从培养物中分离出所述蛋白或多肽，或者通过检测仪器检测所述多种不同来源的蛋白或多肽。在本专利技术一实施例中，所述蛋白或多肽为GUS。通过常规的重组DNA技术即可构建所述多种不同来源的蛋白质或多肽的重组表达载体，例如将目的基因片段插入所述植物生物反应器细胞表达载体的多克隆位点，并置于本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种百子莲脱水素蛋白ApSK3基因的启动子序列，其特征在于，其包括下述其中之一：/n核苷酸序列(1)，其为如SEQ ID No.1所示的多核苷酸序列；/n或核苷酸序列(2)，其与SEQ ID No.1所示的多核苷酸序列有80％以上同源性，且具有SEQ ID No.1所示的多核苷酸序列功能的多核苷酸序列。/n

【技术特征摘要】
1.一种百子莲脱水素蛋白ApSK3基因的启动子序列，其特征在于，其包括下述其中之一：
核苷酸序列(1)，其为如SEQIDNo.1所示的多核苷酸序列；
或核苷酸序列(2)，其与SEQIDNo.1所示的多核苷酸序列有80％以上同源性，且具有SEQIDNo.1所示的多核苷酸序列功能的多核苷酸序列。


2.如权利要求1所述的百子莲脱水素蛋白ApSK3基因的启动子序列，其特征在于，所述核苷酸序列(2)的多核苷酸序列具体指，SEQIDNo.1所示的多核苷酸序列经过取代、缺失或者添加一个或几个碱基而得到的，且具有SEQIDNo.1所示的多核苷酸序列功能的多核苷酸序列。


3.一种如权利要求1或2所述的百子莲脱水素蛋白ApSK3基因的启动子序列的用途，其特征在于，所述百子莲脱水素蛋白ApSK3基因的启动子序列作为启动子元件用于在植物生物反应器中多种蛋白或多肽的表达。


4.如权利要求3所述的用途，其特征在于，所述启动子元件用于在植物生物反应器中指导多种不同来源的蛋白或多肽的诱导表达。


5.如权利要求3所述的用途，其特征在于，所述的百子莲脱水素蛋白ApSK3基因的启动子序列可作为指导外源蛋白表达的启动子用于构建或改造植物生物反应器表达载体，所述待改造...

【专利技术属性】
技术研发人员：张荻，杨天宸，盛江源，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31