烟草维管组织启动子pNtAED3a及其应用制造技术

本申请公开了烟草维管组织启动子pNtAED3a及其应用。该启动子的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示或与SEQ ID NO.1限定的DNA序列具有90％以上同源性，且具有相同的启动子活性的序列。该启动子pNtAED3a长度为1604bp，能够驱动GUS报告基因在烟草根、茎、叶维管组织中特异地表达。因此，本申请研究成果有助于了解植物维管组织发育分化机理，也为定向改良卷烟的品质及安全性提供了调控手段。的品质及安全性提供了调控手段。的品质及安全性提供了调控手段。

【技术实现步骤摘要】
烟草维管组织启动子pNtAED3a及其应用


[0001]本申请涉及植物基因工程
，尤其涉及烟草维管组织启动子pNtAED3a及其应用。

技术介绍

[0002]真核生物中RNA转录起始是基因表达调控中最关键的环节，启动子在RNA转录起始过程中起着十分重要的作用，启动子能识别并结合RNA聚合酶Ⅱ对转录过程进行精准诱导。启动子是位于基因5'端上游的DNA序列，它能被RNA聚合酶Ⅱ识别并起始转录。真核生物基因启动子分为三大类：组成型启动子、诱导型启动子和组织或器官特异型启动子。当前，在植物基因工程研究或育种中，利用组成型启动子花椰菜花叶病毒的35S启动子来驱动靶标基因过量表达，研究靶标基因的功能，由于35S启动子不具备时空特异性，导致所有组织具有表达，并不能精准的解析靶标基因的功能。植物组织特异型启动子因所含的元件不同，导致靶标基因能在特定的器官或组织部位累积，有利于研究基因如何调控植物的发育过程。目前，组织特异性启动子已经在植物生物学研究、以及植物遗传改良等方面得到了应用。
[0003]植物维管组织是植物体内水、无机物和光合有机产物的重要运输系统。维管组织分化形成木质部和韧皮部，其连续发育过程是一个复杂的基因调控过程，涉及木质部不同细胞类型的分化、木质部细胞分化完全后形成以纤维素、木质素为主的三维网状细胞壁结构。
[0004]植物维管组织发育过程中蛋白水解酶参与木质部管状分子或导管分子形成。利用维管组织特异性表达的启动子驱动不同家族的蛋白水解酶将为建立维管组织发育过程中的蛋白水解酶的级联激活关系提供重要技术保障。此外，卷烟品质及安全性是烟草行业关注的热点，细胞壁组分影响了卷烟的热裂解，形成包括苯酚、CO、多环芳烃等小分子化合物，对卷烟的品质及安全性有重要影响。因此，采用基因工程技术提高烟草维管组织可以加固细胞壁机械强度，提高细胞运输能力，增强烟株抗倒伏性以及抵御病原菌微生物侵害等生物学功能，也为定向改良卷烟的品质及安全性提供了调控手段。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请的目的在于提供烟草维管组织启动子pNtAED3a及其应用，以在一定程度上解决上述技术问题之一。
[0006]第一方面，本申请实施例公开了一种烟草维管组织启动子，所述启动子驱动靶标基因NtAED3a在烟草根、茎、叶维管组织中特异地表达，所述启动子为(I)或(II)中的至少一种：
[0007](I)如SEQ ID NO.1所示；
[0008](II)与SEQ ID NO.1限定的DNA序列具有90％以上同源性，且具有相同的启动子活性的序列。
[0009]第二方面，本申请实施例提供了扩增第一方面所述启动子的引物对，所述引物对
的序列如SEQ ID NO.2和SEQ ID NO.3所示。
[0010]第三方面，本申请提供了第一方面所述启动子在驱动烟草维管组织中特异表达中的应用，其步骤为：
[0011]将所述启动子构建至表达载体中；
[0012]将重组表达载体转化至感受态细胞中，获得重组质粒；以及
[0013]将重组质粒转化至烟草中。
[0014]在本申请实施例中，所述应用是通过农杆菌介导的烟草遗传转化方法将重组质粒转化至烟草中。
[0015]第四方面，本申请提供了第一方面所述启动子在烟草基因工程育种中的应用。
[0016]第五方面，本申请实施例公开了一种核酸分子，所述核酸分子包含第一方面所述启动子的序列。
[0017]第六方面，本申请实施例公开了包含第五方面的核酸分子的嵌合基因，所述核酸分子嵌合连接至异源核酸分子。
[0018]在本申请实施例中，所述异源核酸分子编码蛋白或肽。
[0019]第七方面，本申请实施例公开了包含第五方面的核酸分子的载体。
[0020]第八方面，本申请实施例公开了包含第七方面的载体的宿主细胞。
[0021]与现有技术相比，本申请至少具有以下有益效果之一：
[0022]本申请提供的启动子长度为1604bp，能够驱动GUS报告基因在烟草根、茎、叶维管组织中特异地表达。进一步，可将该启动子与目标基因连接后转入烟草中，该启动子能够高效驱动目的基因在维管组织中表达，这对于深入解析次生维管发育形成的分子机制具有重要的理论价值。另外，将克隆的启动子连接目标基因转入木本植物，将为采用分子育种手段定向培育材性优良的树木新品种提供重要的调控手段。
附图说明
[0023]图1为本申请实施例提供的启动子pNtAED3a PCR扩增结果图。
[0024]图2为本申请实施例提供的启动子pNtAED3a构建到带有卡那霉素抗性及GUS(β
‑
葡萄糖醛酸酶)报告基因的质粒中。
[0025]图3为本申请实施例提供的启动子pNtAED3a顺式作用元件分析。
[0026]图4为本申请实施例提供的遗传转化植株中GUS的表达模式说明启动子pNtAED3a启动目的基因在烟草维管的特异表达图。
具体实施方式
[0027]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。本申请中未详细单独说明的试剂均为常规试剂，均可从商业途径获得；未详细特别说明的方法均为常规实验方法，可从现有技术中获知。
[0028]根据本申请包含的信息，对于本领域技术人员来说可以轻而易举地对本申请的精确描述进行各种改变，而不会偏离所附权利要求的精神和范围。应该理解，本申请的范围不局限于所限定的过程、性质或组分，因为这些实施方案以及其他的描述仅仅是为了示意性
说明本申请的特定方面。实际上，本领域或相关领域的技术人员明显能够对本申请实施方式作出的各种改变都涵盖在所附权利要求的范围内。
[0029]在本申请中，术语“基因”指表达特定蛋白质或功能RNA分子的核酸片段，该核酸片段可包含位于编码序列之前的调节序列(5
′
非编码区)和之后的调节序列(3
′
非编码区)。“天然基因”指具有其自身调控序列的天然存在的基因。“嵌合基因”指不是天然基因的任何基因，包含在天然情况下不是一起存在的调控序列和编码序列。因此，嵌合基因可包括源于不同来源的调控序列和编码序列，或者包括源于同一来源但以不同于天然存在的方式排列的调控序列和编码序列。“元件”是指(upstream promoter elements)包括通常位于
‑
70bp附近的CAAT盒和GC盒、以及距转录起始点更远的上游元件。
[0030]在本申请中，“启动子”指能够控制编码序列或功能RNA的表达的DNA序列。一般来讲，编码序列位于启动子序列的3
′
端。启动子可整个源于天然基因，或者由源于不同的天然存在的启动子的不同元件组成，或者甚至包含合成的DNA片段。本领域技术人员应当理解，不同的启动子可以在不同的组织或细胞类型中，或者在不同的发育阶段，或者响本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烟草维管组织启动子，所述启动子驱动靶标基因NtAED3a在烟草根、茎、叶维管组织中特异地表达，所述启动子为(I)或(II)中的至少一种：(I)如SEQ ID NO.1所示；(II)与SEQ ID NO.1限定的DNA序列具有90％以上同源性，且具有相同的启动子活性的序列。2.扩增权利要求1所述启动子的引物对，所述引物对的序列如SEQ ID NO.2和SEQ ID NO.3所示。3.权利要求1的启动子在驱动烟草维管组织中特异表达中的应用，其步骤为：将所述启动子构建至表达载体中；将重组表...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兵，雷波，余婧，赵会纳，姜超英，尹国英，金媛媛，
申请(专利权)人：贵州省烟草科学研究院，
类型：发明
国别省市：