一种诱导甘蔗茎绵心发育的启动子及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种诱导甘蔗茎绵心发育的启动子ProSsNAC1

【技术实现步骤摘要】
一种诱导甘蔗茎绵心发育的启动子及其应用


[0001]本专利技术属于植物分子生物学技术及分子检测
，具体涉及一种诱导甘蔗茎绵心发育的启动子及其应用。

技术介绍

[0002]现代甘蔗栽培品种是由热带种(Saccharum officinarum L.,2n＝80,x＝10)和割手密种(Saccharum.spontaneum L.,2n＝40～128,x＝8)经过种间杂交后，杂种与其他热带种进行回交，形成了遗传背景复杂的异源非整倍体，其有70～80％的染色体来自热带种，5～10％的染色体来自割手密种，其余的部分来自种间重组部分，杂种后代结合了祖先种的高糖、高产和高抗逆性等优良特性。同时，也携带了不良生物性状。比如:蔗叶的毛群发达、出苗率不整齐、蔗茎细小及绵心等不良性状。这些都给甘蔗杂交育种工作带来不小的挑战，严重阻碍甘蔗常规杂交新品种的选育进程。
[0003]启动子的调控可以控制基因表达水平、位置和表达方式，其是位于基因5
’
端近旁的一段具有调控作用，能作为RNA聚合酶和转录因子的结合位点。启动子的功能可以用报告基因进行检测，目前在植物启动子的研究中常用的报告基因包括β
‑
葡萄糖苷酸酶基因(GUS)、绿色荧光蛋白基因(GFP)及其衍生出来的其他荧光蛋白(GFP和YFP)和荧光素酶基因(LUC)等，其中GUS报告基因存在于大肠杆菌(Escherichiacoli)等细菌的基因组中，编码β
‑
葡萄糖苷酸酶。因为葡萄糖苷酶的背景活性在大多数植物中检测不到，因此该基因被广泛应用于植物基因调控的研究中。转化拟南芥稳定表达也是常见的方式，研究表明MfNAC63基因启动子含有受光照、赤霉素、脱落酸、生长素调控的顺式作用元件，通过构建GUS融合表达载体、转化拟南芥和GUS组织化学染色表明MfNAC63启动子受到脱落酸、生长素和赤霉素的调节来驱动基因的表达。棉花GhKLCR1在非生物胁迫期间上调，GUS染色活性会随着处理的时间而增加。由此可见，遗传转化和组织化学染色对研究启动子功能具有重要的辅助作用。
[0004]甘蔗蔗茎富含水分与糖分，作为重要的糖料作物和生物能源作物，为全世界提供80％的食糖和26％的生物燃料。蔗茎是获取蔗糖分的最重要组织器官，对甘蔗产量起到决定性作用。但在实际甘蔗育种和种植过程中，常常会发现蔗茎组织出现绵絮状的结构，我们称之为“绵心”，会直接导致一些优良株系在品种育种过程中被淘汰，严重影响甘蔗杂交育种进程。但在甘蔗近缘属物种高粱中，已有研究表明甜高粱是持汁性基因的功能丧失导致，但在甘蔗中，已发现控制高粱的茎秆持汁性的直系同源基因NAC1
‑
1基因在甘蔗割手密种和热带种中呈显著性差异表达，且已证实该基因是引起蔗茎绵心发育的关键基因之一。因此，研究分析蔗茎绵心发育特异性表达启动子，挖掘其受到哪些非生物胁迫引发靶标基因高效表达，使得蔗茎在不同生长发育时期或者生长年份中产生绵心现象，对甘蔗产量或经济效益造成重大损失。本专利技术不仅有助于解释甘蔗栽培品种蔗茎在不同年份的绵心现象，而且对于蔗茎实心新品种选育具有重要价值和意义。

技术实现思路
：
本专利技术的目的是为了解决现有甘蔗育种过程中，经常发现一些甘蔗品系蔗茎出现的绵心表型，进而提出一种诱导甘蔗茎绵心发育特异性启动子及其应用。
[0006]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种诱导甘蔗茎绵心发育的启动子ProSsNAC1
‑
1，所述启动子ProSsNAC1
‑
1的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0007]进一步的，扩增上述启动子ProSsNAC1
‑
1的引物的核苷酸序列为：F：5
’‑
GGTCATCGCAAGATTGCACCG
‑3’
，R：5
’‑
CGTCGCTGGGATAGAACCTGA
‑3’
。
[0008]一种重组表达载体，所述重组表达载体包含上述的启动子ProSsNAC1
‑
1。
[0009]进一步的，在上述重组表达载体中，启动子ProSsNAC1
‑
1连接于载体中待表达的基因序列的上游。
[0010]一种重组菌，所述重组菌包含上述的重组表达载体。
[0011]进一步的，上述重组菌为重组农杆菌。
[0012]上述一种启动子ProSsNAC1
‑
1在驱动目的基因表达中的应用。
[0013]上述一种启动子ProSsNAC1
‑
1在研究甘蔗茎绵心发育调控机制中的应用。
[0014]上述一种启动子ProSsNAC1
‑
1在甘蔗的遗传育种中的应用。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术首次发现、鉴定驱动目的基因表达诱导蔗茎产生绵心表型的启动子ProSsNAC1
‑
1，未来可通过改造启动子碱基序列(改成热带种ProSoNAC1
‑
1启动子)或沉默、干扰目的基因表达，并借助甘蔗遗传转化技术，对培育蔗茎非绵心的甘蔗新品种和新种质资源具有重要价值和意义。
附图说明
[0016]图1：蔗茎Evans
‑
Blue染色及表型分析。
[0017]图2：NAC1
‑
1基因在甘蔗叶片和蔗茎中的表达量。
[0018]图3：甘蔗割手密种NAC1
‑
1基因在低温和干旱胁迫下的表达。
[0019]图4a：NAC1
‑
1基因启动子的克隆。图4b：NAC1
‑
1基因启动子的序列比对。
[0020]图5：转基因拟南芥的检测及GUS染色。
[0021]图6：干旱胁迫下转基因拟南芥叶片GUS基因表达。
[0022]图7：干旱胁迫下转基因拟南芥叶片染色。
[0023]图8：低温胁迫下转基因拟南芥叶片GUS基因表达。
[0024]图9：低温胁迫下转基因拟南芥叶片染色。
具体实施方式
[0025]下面结合实施例附图对本专利技术实施例中的技术方案做进一步的清楚、完整的描述，以便使本领域技术人员能够更好的理解本专利技术的创新点和特征。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照本领域的公知手段。
[0026]实施例1甘蔗野生割手密种和热带种蔗茎Evans
‑
Blue染色和NAC1
‑
1表达量分析
Evans
‑
Blue是一种非膜渗透性的染料，当细胞质膜受损，染料能进入细胞质和细胞核，从而将其染成蓝色。分别将蔗茎绵心的甘蔗野生割手密种SES208和蔗茎实心的甘蔗热带种Badila取蔗茎用去离子水清洗干净，用锋利的刀片切成2mm左右的小段，将新鲜材料浸泡在0.25％w/vEvensBlue(伊文思蓝)溶液中，染色5min，取出材料后用去离子水充分清洗，然后于去离子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种诱导甘蔗茎绵心发育的启动子ProSsNAC1
‑
1，其特征在于：所述启动子ProSsNAC1
‑
1的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。2.根据权利要求1所述的启动子ProSsNAC1
‑
1，其特征在于：扩增所述启动子ProSsNAC1
‑
1的引物的核苷酸序列为：F：5
’‑
GGTCATCGCAAGATTGCACCG
‑3’
，R：5
’‑
CGTCGCTGGGATAGAACCTGA
‑3’
。3.一种重组表达载体，其特征在于：所述重组表达载体包含权利要求1所述的启动子Pr...

【专利技术属性】
技术研发人员：王恒波，吴明星，张积森，黄国强，郭晋隆，
申请(专利权)人：福建农林大学，
类型：发明
国别省市：