[发明专利]一个组成型表达启动子及其应用

说明书

技术领域

本发明属于植物生物技术领域，具体涉及一个水稻组成型表达启动子KT632P的功能鉴定和应用。

背景技术

外源DNA序列通过连接到特定的启动子从而启动在植物宿主中的表达，启动子类型的选择决定基因的表达时间和部位。目前在农业生物技术领域广泛应用的主要是一些组成型的强启动子，比如CaMV 35S启动子和玉米Ubiquitin-1启动子（Battraw and Hall，1990; Christensen et al. 1992）。

植物特有的NAC转录因子数量众多，广泛分布于陆生植物中，构成了最大的转录因子家族之一(Duval et al.,2002;Ooka et al.,2003)。NAC家族的命名源于矮牵牛(Petunia hybrida)NAM(No Apical Meristem)和拟南芥(Arabidopsis thaliana)ATAF1、ATAF2以及CUC2(cup-shaped cotyledon)基因(Souer et al.,1996;Aida et al.,1997)。NAC转录因子在多个生长发育和胁迫应答过程中发挥着重要作用，已成为当前植物基因功能及表达网络调控研究中的热点(Olsen et al.,2005a;Zheng et al.,2009)。

目前发现，拟南芥中至少包含107个NAC基因(Riechmann et al.,2000)，而水稻(Oryza sativa)中含有140个(Fang et al.,2008)。根据N端保守序列的相似程度，Ooka等(2003)将拟南芥以及水稻全部NAC蛋白分为2个大类(I和II)，各包含14和4个亚类。同一亚类基因的功能往往相似，例如ATAF亚类中的大多数NAC基因都与植物响应环境胁迫有关(Delessert et al.,2005;Jensen et al.,2007)。当然，应用不同的算法和软件得到的NAC基因进化树会存在差异。最近发现烟草(Nicotiana tabacum)中也包含152个NAC基因(Rushton et al.,2008)。Paul等将之与拟南芥、水稻、大豆(Glycine max)和番茄(Lycopersicon esculentum)等多种植物的NAC基因汇集到一起，作了更为广泛的进化关系分析，认为NAC基因家族包含7个亚家族，其中6个亚家族为各科植物所共有，而另一个家族为茄科所特有，命名为TNACS(tobacco NAC genes)(Rushton et al.2008)。TNACS蛋白在N端保守区域与其它亚家族存在明显的差异，目前还不知道这种结构上的差异是否意味着功能的变化(Rushton et al.,2008)。随着各类NAC基因序列信息的不断丰富，更广泛的聚类分析将可能为我们带来新的发现。

熊立仲等人通过生物信息学研究分析发现，水稻中含有138个NAC基因。通过将水稻中NAC转录因子家族的基因进行进化树分析，发现水稻NAC基因家族分为5个亚家族。亚家族I包含54个水稻NAC基因，所有已报道的与发育相关的NAC转录因子都包含在亚家族I中；亚家族II也含有54个NAC基因序列，到目前为止还没有亚家族II中的基因被报道；亚家族III含有14个NAC基因，所有已发表的胁迫相关的NAC基因都包含在这个亚家族中，如来自水稻的SNAC1和OsNAC6基因，来源于拟南芥的ANAC019、ANAC055和 ANAC072基因，来自西红柿的StNAC基因，烟草中的TERN (GenBank accession number: AB021178) 基因也包含在这个亚家族中；亚家族Ⅳ含有14个水稻NAC基因；亚家族Ⅴ含有2个水稻NAC基因，已报道的烟草中的SENU5基因也包含在这个群体中（Yujie Fang et al.，Mol Genet Genomics (2008) 280:547–563）。

根据已报道的文献，本发明所提供的KT632基因即为水稻基因ONAC028，其基因ID是LOC_Os02g34970。根据进化树分析结果，KT632（ONAC028，LOC_Os02g34970）基因属于亚家族Ⅱ群体。应用实时定量PCR技术分析水稻各NAC基因的组织特异表达特性和逆境诱导表达特性，结果发现KT632基因受干旱和盐胁迫的诱导，但是不受冷胁迫的诱导（Yujie Fang et al.，Mol Genet Genomics (2008) 280:547–563）。目前为止，还没有关于KT632基因是一个组成型表达基因的报道。