一种腺毛特异性表达的薄荷脂质转运蛋白基因启动子及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种腺毛特异性表达的薄荷脂质转运蛋白基因启动子及其应用，属于植物基因工程技术领域。本发明专利技术提供的薄荷脂质转运蛋白基因启动子的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，应用该启动子的重组植物表达载体进行植物转基因，能够实现下游基因在烟草腺毛中特异表达，在腺毛发育、代谢合成相关基因的功能研究及植物代谢工程调控研究中具有重要应用价值。及植物代谢工程调控研究中具有重要应用价值。及植物代谢工程调控研究中具有重要应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种腺毛特异性表达的薄荷脂质转运蛋白基因启动子及其应用


[0001]本专利技术属于生物
，更具体的说，涉及一种腺毛特异性表达的薄荷脂质转运蛋白基因启动子及其应用。

技术介绍

[0002]薄荷Mentha canadensis L.是唇形科薄荷属多年生草本植物，茎叶含有丰富的精油，为全球栽培面积最大的香料作物之一。薄荷精油被广泛应用于食品、化工、医药等领域，具有重要的经济价值。薄荷也是我国传统中药材，具有疏散风热、清利头目等功效。薄荷精油主要在其茎叶表面腺毛中合成、分泌和贮存。腺毛属于特化的植物表皮毛，根据其功能可分为分泌型和非分泌型腺毛，分泌型腺毛又包括头状腺毛和盾状腺毛，主要由基细胞、柄细胞以及顶端的一个或多个分泌细胞组成，它们的形态与其合成的代谢产物有一定的相关性。比如头状腺毛通过顶部的分泌细胞表面分泌非挥发性物质，像烟草和番茄头状腺毛分泌的酰基糖类等、树脂类等，在植物防御过程中起作用；而盾状腺毛则主要产生挥发性物质，如在薄荷盾状毛分泌细胞外具有一个角质层包裹的亚表皮空间，用于储存产生的精油。
[0003]启动子是功能基因5
’
端上游一段具有转录起始活性的核酸序列，是调控基因表达重要的顺式作用元件，不可或缺。在普遍植物研究中，应用组成型启动子比较多，如35S启动子，Ubiqutin启动子等，用于超量表达基因，进行基因功能验证。其缺点是基因异位表达可能会影响植物生长发育和代谢，研究结果不理想。而组织特异型启动子则能够调控目标基因仅在植物特定的器官或组织部位表达，利于进行有针对性的科学研究。
[0004]腺毛作为植物次生代谢产物产生与分泌的重要组织部位，针对腺毛发育、代谢合成相关的基因的功能研究中，常需要通过遗传转化，将目标功能基因转入植物中特别是腺毛系统中表达，进行相应的功能验证，深入了解植物次生代谢网络调控。因此，开发腺毛特异性表达的启动子，在腺毛系统中进行基因功能研究，对利用植物腺毛系统表达和生产代谢产物的植物代谢工程研究具有重要意义及广泛应用前景。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的上述问题，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种薄荷脂质转运蛋白基因启动子。本专利技术还要解决的另一技术问题在于提供前述薄荷脂质转运蛋白基因启动子的应用。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0007]针对现有技术存在的上述问题，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种薄荷脂质转运蛋白基因启动子。本专利技术还要解决的另一技术问题在于提供前述薄荷脂质转运蛋白基因启动子的应用。
[0008]一种薄荷脂质转运蛋白基因启动子，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0009]含有所述的薄荷脂质转运蛋白基因启动子的表达盒、载体、转基因细胞系或宿主
菌。
[0010]进一步地，所述的宿主菌为农杆菌。
[0011]进一步地，所述载体是重组植物表达载体。
[0012]进一步地，所述载体在薄荷脂质转运蛋白的启动子的3
′
端组装目的基因。
[0013]进一步地，所述的目的基因是GUS报告基因。
[0014]所述的薄荷脂质转运蛋白的启动子在调控目的基因在植物腺毛组织中特异性表达的应用。
[0015]进一步地，所述的应用具体步骤为：将目的基因连接到所述薄荷脂质转运蛋白基因启动子的下游，构建重组植物表达载体，然后将重组植物表达载体导入植物细胞、组织或器官中，再将转化的植物细胞、组织或器官培育成植株，获得转基因植物。
[0016]进一步地，所述的应用中所述的植物为具有腺毛的植物。
[0017]进一步地，所述的植物为唇形科植物或茄科植物。
[0018]相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：
[0019]本专利技术首次提供了一种薄荷脂质转运蛋白基因启动子序列，并且构建该启动子的重组表达载体进行植物转基因，能够实现下游基因在烟草叶片分泌型腺毛中特异表达，在其他组织中或发育阶段几乎不表达；该启动子序列来自于薄荷，其在烟草叶片腺毛中特异性表达暗示其可以特异性调控目的基因在薄荷腺毛或者其它植物的腺毛中表达；利用该启动子在植物腺毛系统中进行基因功能研究，对利用植物腺毛系统表达和生产代谢产物的植物代谢工程研究具有重要价值。
附图说明
[0020]图1为从薄荷基因组中PCR扩增得到的脂质转运蛋白基因启动子电泳图，M是标准分子量标记物(DNA marker)，箭头所指为启动子条带；
[0021]图2为构建启动子与pGC
‑
GUS重组载体图；
[0022]图3转基因烟草的PCR鉴定图；1、4
‑
9株系为阳性植株；
[0023]图4为转化烟草后得到的转基因纯合阳性植株的GUS染色图，A：烟草叶片；B：烟草叶片上腺毛；GUS报告基因在烟草叶片腺毛中表达。
具体实施方式
[0024]下面结合具体实施例对本专利技术进一步进行描述。实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规方法，例如分子克隆实验指南(第三版，J.萨姆布鲁克等著)中所述的条件，或按照试剂盒制造厂商所建议的方法。
[0025]实施例1：一种薄荷脂质转运蛋白基因启动子的获得
[0026](1)利用CTAB法提取薄荷基因组DNA(薄荷叶片于二零二一年五月采自江苏省中国科学院植物研究所种质资源圃)。
[0027](2)根据薄荷脂质转运蛋白序列设计并合成如下特异性引物：
[0028]SP1：5
′‑
CACTTCACCTTAGAGCAATCGG
‑3′
：
[0029]SP2：5
′‑
GAATATCCGCTGGCCAAAGATT
‑3′
；
[0030]SP3：5
′‑
TGACTTCATTACTCCGGCCAT
‑3′
。
[0031]薄荷基因组DNA为模版，与染色体步移试剂盒(Genome Walking，Takara，Dalian)中的兼并引物进行热不对称PCR反应，通过三次巢式PCR获得侧翼序列，并对PCR产物进行回收和DNA测序。具体操作步骤和PCR扩增条件按照试剂盒中的说明书进行。
[0032](3)测序结果表明，在薄荷基因组中得到脂质转运蛋白基因ATG上游1704bp的启动子区域(SEQ ID NO.1)。设计该启动子序列扩增引物ProF：5
′‑
TGTCAATAGACACCCCTTAAA
‑3′
：ProR：5
′‑
TGTTGAAAGCGAGAACGTTT
‑3′
，以薄荷基因组DNA为模板，进行PCR扩增验证，验证结果如图1所示。
[0033]实施例2：构建含有上述启动子序列的植物重组表达载体。
[0034]根据实施例1获得的薄荷脂质转运蛋白基因启动子序列和pGC
‑
GUS(G5)载体图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种薄荷脂质转运蛋白基因启动子，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。2.含有权利要求1所述的薄荷脂质转运蛋白基因启动子的表达盒、载体、转基因细胞系或宿主菌。3.根据权利要求2所述的宿主菌，其特征在于，所述的宿主菌为农杆菌。4.根据权利要求2所述的载体，其特征在于，所述载体是重组植物表达载体。5.根据权利要求2所述的载体，其特征在于，所述载体在薄荷脂质转运蛋白启动子的3
′
端组装目的基因。6.根据权利要求5所述的载体，其特征在于，所述的目的基因是GUS报...

【专利技术属性】
技术研发人员：李莉，梁呈元，陈秋彤，亓希武，于盱，柏杨，房海灵，陈泽群，
申请(专利权)人：江苏省中国科学院植物研究所，
类型：发明
国别省市：