[发明专利]海岛棉受体类似蛋白激酶基因启动子及其应用

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及海岛棉受体类似蛋白激酶基因启动子及其应用。 

背景技术

植物基因调控主要是在转录水平上进行的，受多种顺式作用元件和反式作用元件的调控。植物基因启动子是重要的顺式作用元件，是位于结构基因5′端上游区的DNA序列，能指导酶与模板的正确结合，活化RNA聚合酶，并使之具有起始特异性转录的形式，决定转录的方向和效率以及所使用的RNA聚合酶类型，是转录调控的中心。按其作用方式及功能，可将植物基因工程中常用的启动子分为3类，即组成型启动子、组织特异型启动子和诱导型启动子。 

棉花是重要的经济作物，棉纤维是主要的纺织原料。随着可耕地面积的减少，环境的恶化，棉花的生产受到很多种生物和非生物因子的影响，尤其是我国枯、黄萎病，给棉花生产造成很大的损失。通过传统的育种方法已经很难满足现代农业需求，所以通过基因工程的方法来改良现有品种将是今后育种的主要方法。目前，通过转基因改良农作物，所使用的启动子大多是组成型启动子。常用的组成型启动子有花椰菜花叶病毒(CaMV)的35S启动子、根癌农杆菌Ti质粒的胭脂碱合酶(NOS)启动子和章鱼碱合酶(OCS)启动子。35S启动子是使用最多最频繁的启动子。由于组成型启动子在转基因作物的不同时期和不同部位均能表达，因此，在转基因作物中也存在一系列问题。Kohli等(1999)的研究表明，CaMV 35S启动子中有19bp左右的回文序列的重组热点。根据这一结论，Cummins等(2000)和张艳华等(2003)列出CaMV 35S启动子的潜在风险：(1)如果35S启动子插入到原来整合到植物基因组中的隐性病毒基因组旁，可能会重新活化病毒；(2)如果该启动子插入到某一编码毒素蛋白的基因上游，可能会增强该毒素的合成；(3)当转基因植物被动物或人类食用时，CaMV 35S启动子可能会通过基因的水平插到某一致癌基因上游，活化并且导致癌症的发生。魏伟等(2002)研究还发现，组成型启动子CaMV35S启动抗虫基因表达，可能会降低棉花植株体内杀虫物质浓度，同时还消耗棉株大量的能量，影响其杀虫效果，甚至导致转基因棉花在正常环境下都会出现生长延滞的现象。 因此，寻找特异性或诱导型启动子驱动相关基因的表达，可能有利于上述问题的解决。组织或器官特异性启动子调控下的基因转录一般只发生在某些特定器官或组织中，并往往表现出发育调节的特性。组织特异性启动子启动外源基因在转基因植物中的特定组织中表达，不但可以降低植物耗能、减轻对植物形态和生长发育的影响，还可以提高外源基因在特定部位的表达浓度，增强转基因的效果。与组织器官特异性启动子相比，诱导型启动子有着独特的优点：可根据需要在植物特定的发育阶段、组织器官或生长环境下，让其接受诱导信号，诱导目的基因的表达；也可解除胁迫，让目的基因的表达停止，可快速诱导基因转录的“开”与“关”。采用诱导型启动子使外源基因能够定时、定点、定量地在植物中表达。 

本发明所克隆的是受体类似蛋白激酶的启动子，类受体蛋白激酶(receptor like protein kinase，RLKs)属于蛋白激酶的一个亚家族，位于细胞膜上，作为信号分子的受体，能够感受外界刺激，参与胞内信号转导过程，在植物生长发育过程中起着重要的作用。受体蛋白激酶参与了植物许多由激素和胞外环境信号引起的生理生化过程，如，自交不亲和、调节胚乳和花粉的发育、花的脱落、油菜素类固醇信号反应、环境胁迫及植物抗病等。在已克隆的抗病基因中水稻的Xa21、拟南芥的PBS1、大麦的RPG1、番茄的PTO都含有受体蛋白激酶保守结构域。然而，关于受体蛋白激酶相关基因从启动子结构、功能及作用机制角度上进行阐述，进展缓慢，目前报道较少。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克隆一个海岛棉受体类似蛋白激酶基因(GbRLK)的启动子序列。