[发明专利]一种杨树根原基特异表达启动子ProWOX11a及其应用

说明书

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体涉及一种杨树根原基特异表达启动子ProWOX11a及其应用。

背景技术

扦插作为林木无性繁殖的重要手段，不仅简单易行、效高价廉，而且能保持母株的优良性状、提早开花结实。20世纪70年代以来，随着无性系林业的兴起，林木扦插技术日益成熟，广泛应用。

在林业生长实践中，通常所说的扦插，一般指硬枝扦插或嫩枝扦插，其关键是不定根的形成：首先是薄壁细胞或维管束细胞脱分化形成特定细胞群，即分生点-根原始体，而后分生细胞逐渐向活跃状态转变并且开始分裂，新产生的细胞群逐渐形成锥状体并分化成木质部和韧皮部，继而与插穗的输导组织结合在一起，渐渐地根原基穿过皮层和表皮向外突出形成不定根(Haissig 1974a)。有些树种不定根原始体在发育早期未离体时就已经产生，即潜伏根原始体。扦插前它一直处于休眠状态，直至插穗离体后在适宜的环境条件下继续发育成根原基产生不定根。但也有一些树种是在扦插后才分化出根原始体，称为诱发根原始体。

林木扦插生根按其形成的时间、部位和机制可分为皮部生根型、愈伤生根型和混合生根型三大类。皮部生根型植物在插穗离体前或经过贮藏，激素处理后，插穗皮层、形成层等组织就有根原始体形成，扦插后，只是根原始体的继续生长发育。愈伤组织生根型是在插穗扦插后从下切口愈伤组织内的再生维管形成层处，或在切口处的原维管形成层产生愈伤组织的同时，也产生不定根原始体，进而形成不定根。混合生根类型是指既有皮部生根，又有愈伤组织生根；其过程是扦插后，先是皮部生根来吸收水分和养分以维持生命，待下切口愈伤组织生根后，皮部产生的不定根有的很快衰亡，有的退居次要，而由愈伤组织产生的不定根发育成植株的主要根系。

林木扦插生根是一个非常复杂的生物学过程，国内外学者对其机理进行了大量研究，但这些工作都局限于解剖学和生理学领域，对扦插生根分子机理的认识和了解比较缺乏。一方面在于林木分子遗传学起步较晚；再者，由于林木自身的一些生物学特性，在林木中精确定位与克隆未知基因一度被视为遗传学研究领域的难点。杨树全基因组测序完成，克隆和验证杨树生长发育相关基因成为可能。WOX基因家族在根尖干细胞维持、不定根根原基启动等过程中起着非常重要的作用。在杨树中克隆和鉴定不定根特异表达启动子，不仅可丰富植物根系分子生物学的理论基础，而且在植物无性繁殖和离体器官再生方面具有重要的应用价值。

植物基因工程中常用的启动子有3类：组成型启动子、诱导型启动子和组织特异性启动子。组织特异性启动子是指在这类启动子调控下，基因转录一般只发生在某些特定器官或组织中。这类启动子中一般同时存在几种控制组织特异性表达的元件，其表达特异性由这些元件的种类、数目及相对位置等共同决定。在杨树中尚未有克隆和鉴定不定根特异表达启动子的相关报道。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种杨树根原基特异表达启动子ProWOX11a。本发明的另一目的是提供一种杨树根原基特异表达启动子ProWOX11a的应用。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种杨树根原基特异表达启动子ProWOX11a，其氨基酸序列如SEQ NO1所示。

含有杨树根原基特异表达启动子ProWOX11a的载体。所述载体在ProWOX11a启动子的3’端组装GUS报告基因。所述载体组装Bial基因表达盒，作为转基因植物的筛选标记，可以用除草剂进行转基因植株的筛选。所述载体组装LB和RB序列，促使组装于其间的ProWOX11a启动子表达框架和筛选标记基因Bial整合至植物受体细胞染色体中。

含有杨树根原基特异表达启动子ProWOX11a的宿主细胞。

杨树根原基特异表达启动子ProWOX11a在调控基因在植物体根原基及根尖分生组织特异表达中的应用。

本发明以南林895杨(Populus×euramericana cv.‘Nanlin895’)DNA为材料，设计特异性引物，扩增出启动子ProWOX11a序列。采用通路克隆技术构建植物启动子表达载体pBGGUS-ProWOX11a，该启动子序列后接GUS报告基因，在启动子ProWOX11a的驱动下，报告基因GUS可在植物体根原基及根尖分生组织处特异表达。