[发明专利]水稻干旱诱导型启动子Oshox24P的鉴定和利用

说明书

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域。涉及一种植物逆境特异诱导型启动子的分离鉴定和应用。通过分离和鉴定一个水稻干旱诱导型基因的启动子，可以将其应用于植物的基因工程中，以达到植物遗传改良特别是提高植物抗旱性的目的。

背景技术

干旱一直是造成作物减产的重要原因之一，并且随着全球环境恶化、气候异常将日益危害着粮食生产安全。对于中国这样一个淡水资源短缺的国家，这一点更为明显。提高植物抗旱性一直以来都是一个长期而艰巨的任务。一方面转基因已经成为研究功能基因组学的有效手段，另一方面，通过转基因途径改良植物抗逆性近年来正逐步得到可行性论证和普遍接受。已经有大量文献报道通过在植物中超量表达逆境应答相关基因能够在一定程度上提高植物的抗逆性(Saijo等，Over-expression ofa single Ca²⁺-dependent proteinkinase confers both cold and salt/drought tolerance on rice plants.Plant J 23：319-327，2000；Zhang等，Twocysteine proteinase inhibitors from Arabidopsis thaliana，AtCYSa and AtCYSb，increasing the salt，drought，oxidation and cold tolerance.Plant Mol Biol 68：131-143，2008；Hou等，A homolog of human ski-interactingprotein in rice positively regulates cell viability and stress tolerance.Proc Natl Acad Sci 106：6410-6415，2009；Ma等，Enhanced tolerance to chilling stress in OsMYB3R-2transgenic rice is mediated by alteration in cell cycleand ectopic expression of stress genes.PlantPhysiol 150：244-56，2009)。但是报道中的这些超量表达通常用的都是组成型启动子，尽管组成型启动子超量表达效应高，但是通常会伴随着负面效应，如对植物产生毒害或负担或者使转基因植株致死等(Shavindra等，Transgenic approaches to increase dehydration-stresstolerance in plants.Mol Breed 5：493-503，1999)。尽管已经有文献报道从植物中分离出受逆境应答的启动子(Yamaguchi-Shinozaki等，Characterization ofthe expression of a desiccation-responsive rd29gene ofArabidopsis thaliana and analysis of its promoter in transgenic plants.Mol Gen Genet 23：331-340，1993；Kasuga等，A combination ofthe Arabidopsis DREB1A gene and stress-inducible rd29A promoter improved drought-and low-temperature stress tolerance in tobacco by gene transfer.Plant Cell Physiol 45：346-350，2004；Xiao等，Over-expression of a LEA gene in rice improves drought resistance under the field conditions.Theor Appl Genet115：35-46，2007)，但是在重要粮食作物水稻中尚且少有很强的逆境诱导型启动子应用于植物基因工程。HD-Zip(homeodomain-leucine zipper)基因是一类植物中特有的转录因子基因家族，在植株的生长发育和逆境应答中发挥着多种功能(Scarpella等，A role for the rice homeobox gene Oshoxl in provascular cell fatecommitment.Development 127：3655-3669，2000；Agalou等，A genome-wide survey ofHD-Zip genes in rice andanalysis of drought-responsive family members.Plant Mol Biol 66：87-103，2007；Dai等，Functional analysis ofrice HOMEOBOX4(Oshox4)gene reveals a negative function in gibberellin responses.Plant Mol Biol66：289-301，2007；Itoh等，Developmental role and auxin responsiveness of Class III homeodomain leucine zippergene family members in rice.Plant Physiol，147(4)：1960-1975，2008)。