一种植物保卫细胞特异性表达的干旱诱导型启动子P制造技术

本发明专利技术提供了一种植物保卫细胞特异性干旱诱导型启动子及其应用，所述启动子具有如SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列。本发明专利技术通过检测转基因拟南芥中GUS基因的表达情况，证实了所述启动子具有植物保卫细胞特异性，并且在干旱胁迫下能增加GUS基因在植物保卫细胞中的表达量。因此，所述启动子可用于制备转基因植物和进行植物转基因育种，能有效提高转基因植物的抗旱能力，在植物抗旱基因工程育种方面具有广阔的应用。广阔的应用。广阔的应用。

Drought inducible promoter P specifically expressed by plant guard cells

【技术实现步骤摘要】
一种植物保卫细胞特异性表达的干旱诱导型启动子P
SCBV
‑
CHN2
及应用


[0001]本专利技术属于植物基因工程和植物遗传育种
，具体涉及一种植物保卫细胞特异性表达的干旱诱导型启动子P
SCBV
‑
CHN2
及应用。

技术介绍

[0002]基因工程为植物遗传改良和基因功能验证提供了一种重要手段，但基因的稳定表达却常常受到转录基因沉默或转录后沉默的制约。基因的表达受到顺式作用元件和反式作用因子的共同调控，顺式作用元件包括启动子、增强子和沉默子等DNA序列，其中，启动子是影响基因表达水平的关键因素之一。启动子的调控具有时空表达特性，按调控方式可以分为组成型启动子、诱导型启动子、特异性启动子等。组织或器官特异性启动子的调控受特定的组织细胞结构和化学、物理信号诱导调节，因此，基因的表达往往局限于某些特定的器官或组织部位或特定的发育时期。组织或器官特异性启动子不仅能使目的基因的表达产物在一定器官或组织部位积累，提高区域表达量，同时也可以避免目标基因在其他组织器官中过度表达，对植物生长发育产生不利影响。诱导型启动子是指其转录活性保持在低水平甚至停止表达，而当在某些特定的生物、物理或化学信号的刺激下，该类型启动子可以大幅度提高基因的转录表达水平。由于诱导型启动子可以避免组成型启动子的不足之处，选择响应逆境胁迫的诱导型启动子构建植物表达载体，用以驱动目的基因在特定逆境条件下高效表达，是提高植物抗逆能力的一个重要策略，对于植物抗逆能力的调控具有重要意义。因此，近年来，组织特异表达启动子和诱导型启动子已成为植物基因工程研究的热点。
[0003]高等植物的气孔由一对保卫细胞包围形成，保卫细胞能够灵敏而准确地响应一系列外源和内源的刺激，如光、干旱以及植物激素等，并通过复杂的信号转导网络改变其膨压使气孔处于最适宜的开闭状态，进而调节植物与环境间的水分和气体交换，因此，对于保卫细胞的研究就变得至关重要。一种在保卫细胞中特异表达的启动子，有利于研究保卫细胞的结构及功能，也为其他相关研究奠定基础。同源的启动子在转基因植株中容易产生启动子甲基化，导致外源基因表达活性降低，甚至基因沉默。挖掘更多的不同来源的启动子，为基因工程提供更多可供选择的启动子具有重要的理论和实践意义。
[0004]甘蔗杆状病毒(sugarcane bacilliform viruses，SCBV)隶属于花椰菜花叶病毒科，杆状DNA病毒属，是侵染甘蔗的重要病原物之一。SCBV群体存在高度遗传变异，不同SCBV基因型编码的启动子表达模式差异较大，目前已报道的3个SCBV启动子分别来自SCBMOV
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MOR、SCBIMV
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QLD和SCBV
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TX分离物，由于序列存在明显的差异，SCBMOV
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MOR启动子在单、双子叶植物转基因植株中呈现组织特异表达启动子或组成型启动子的特性；SCBIMV
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QLD启动子在甘蔗转基因植株中呈现的叶片、顶端分生组织和根部中高效表达；而SCBV
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TX分离物启动子(SCBV21)在甘蔗转基因植株的蔗茎中的表达活性明显高于蔗叶和根部，尤其在蔗茎维管束和薄壁细胞上高效表达，多样性的功能导致该启动子家族应用前景较为广阔，挖掘SCBV启动子及其功能对现代遗传育种技术具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0005]基于此，本专利技术的目的在于提供一种来源于SCBV的启动子，专利技术人经过研究发现其是一种兼具组织特异性和诱导表达的启动子，能特异表达在植物叶片的保卫细胞中，且在干旱胁迫条件下能提高目标基因的表达，在植物抗旱基因工程育种方面具有广阔的应用。
[0006]实现上述目的的技术方案如下。
[0007]含有如SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列的DNA片段在作为植物保卫细胞特异性干旱诱导型启动子中的应用。
[0008]本专利技术还提供了含有如SEQ ID N O：1所示的核苷酸序列的DNA片段或表达盒或重组表达载体在调控目的基因在植物保卫细胞中表达的应用。
[0009]在其中一些实施例中，所述表达盒包括以可表达的方式彼此连接的含有如SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列的DNA片段、由含有如SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列的DNA片段驱动表达的目的基因和终止子。。
[0010]在其中一些实施例中，所述重组表达载体为P
SCBV
‑
CHN2
:GUS载体。所述P
SCBV
‑
CHN2
:GUS载体为将pCAMBIA1305载体中GUS基因的CaMV 35S启动子序列替换为上述启动子序列后获得的重组载体。
[0011]在其中一些实施例中，所述目的基因选自杀虫基因、抗病基因、抗逆基因、除草基因或报告基因。
[0012]在其中一些实施例中，所述报告基因为黄色荧光蛋白基因(EYFP基因)或β
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葡萄糖苷酸酶基因(GUS基因)。
[0013]本专利技术还提供了含有如SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列的DNA片段或表达盒或重组表达载体在提高植物抗旱性能中的应用。
[0014]本专利技术还提供了含有如SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列的DNA片段或表达盒或重组表达载体在提高植物抗旱性能育种中的应用。
[0015]本专利技术还提供了一种提高植物抗旱能力的方法，包括将含有如SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列的DNA片段或表达盒或重组载体导入植物中，并通过筛选获得转基因植物。
[0016]在其中一些实施例中，将上述的启动子或表达盒或重组载体导入植物中的方法为农杆菌侵染法或基因枪法。
[0017]在其中一些实施例中，所述植物为双子叶植物或单子叶植物。
[0018]在其中一些实施例中，所述植物为甘蔗。
[0019]在其中一些实施例中，所述植物为拟南芥。
[0020]本专利技术还提供了一种引物对，其包括如SEQ ID NO：4所示的上游引物和SEQ ID NO：5所示的下游引物。
[0021]本专利技术还提供了扩增如SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列的制备方法，包括以下步骤：以SCBV基因组DNA为模板，利用上述引物对通过PCR扩增获得。
[0022]在其中一些实施例中，所述PCR扩增的反应体系如下：PrimeSTAR Max Premix(2
×
)25.0μL，10μM SEQ ID NO：4所示的上游引物2.0μL，10μM SEQ ID NO：5所示的下游引物2.0μL，H2O 20.0μL。
[0023]在其中一些实施例中，所述PCR扩增的反应程序如下：98℃预变性2min；98℃变性
10s，55℃退火15s，72℃延伸2min，共35个扩增循环；72℃延伸7min。
[0024]本专利技术经过大量的研究和生物信息学分析发现所述如SEQ ID NO：1所示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.含有如SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列的DNA片段在作为植物保卫细胞特异性干旱诱导型启动子中的应用。2.含有如SEQ ID N O：1所示的核苷酸序列的DNA片段或表达盒或重组表达载体在调控目的基因在植物保卫细胞中表达的应用。3.如权利要求2所述的应用，其特征在于，所述表达盒包括以可表达的方式彼此连接的含有如SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列的DNA片段、由含有如SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列的DNA片段驱动表达的目的基因和终止子。4.如权利要求2所述的应用，其特征在于，所述重组载体为P
SCBV
‑
CHN2
:GUS；所述P
SCBV
‑
CHN2
:GUS载体为将pCAMBIA1305载体中GUS基因的CaMV 35S启动子序列替换为如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙生仁，王竹青，王勤南，陈俊吕，常海龙，秦元霞，
申请(专利权)人：广东省科学院南繁种业研究所，
类型：发明
国别省市：