[发明专利]一种来源于水稻的受衰老信号诱导的OsPaO启动子及其应用

说明书

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，具体涉及一种来源于水稻的受衰老信号诱导的启动子及其应用。 

背景技术

启动子是RNA聚合酶能够识别并与之结合，从而起始基因转录的一段DNA序列，通常位于基因上游。一个典型的启动子包括CAAT-box和TATA-box，它们分别是依赖DNA的RNA聚合酶的识别和结合位点，一般位于转录起始位点上游几十个碱基处。在核心启动子上游通常会有一些特殊的DNA序列，即顺式作用元件， 转录因子与之结合从而激活或抑制基因的转录。一旦RNA聚合酶定位并结合在启动子上即可启动基因转录，因此启动子是基因表达调控的重要元件，并与RNA聚合酶及其他蛋白辅助因子等反式作用因子的相互作用。根据启动子启动转录的模式可将其分为3类：组成型启动子、组织或器官特异性启动子和诱导型启动子[路静等，自然科学进展14（8）：856-862，2004]。 

与组成型启动子和组织器官特异性启动子相比，诱导型启动子有着独特的优势：它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，快速诱导基因转录的开与关。根据来源，可将诱导型启动子分为天然的诱导型启动子和人工构建的诱导型启动子[路静等，自然科学进展 14（8）：856-862，2004]。天然诱导型的启动子包括光、温度、激素、干旱、高盐胁迫、病原菌应答启动子等[路静等，自然科学进展 14（8）：856-862，2004；Narusaka Y，et al，Plant J，34（2）：137-148，2003；Song FM，et al，Gene，290：115-124，2002]。目前研究最多、最深入的人工可诱导表达系统是化学诱导表达系统，如四环素诱导的TetR系统、地塞米松诱导的GR系统、雌二醇诱导的ER系统、杀虫剂诱导的EcR 系统（Gatz C，et al，Proc Nalt Acad Sci USA，1988，85：1394-1397；Aoyama T，et al，Plant J，1999，11：605-612；Zuo J，et al，Plant J，2000，24：265-273；Unger E，et al，Transgenic Res，2002，11：455-465）。 

为了实现叶片功能期调控的目标，Gan和Amasino（Inhibition of leaf senescence by autoregulated production of cytokinin，Science，270：1986-1988，1995）将一个源于拟南芥衰老正调控基因的启动子与细胞分裂素合成关键酶基因IPT（异戊烯基转移酶）融合，构建了一个衰老特异的外源基因表达自反馈增强表达融合载体，将该融合载体转入烟草，转基因烟草表现了叶片衰老进程延缓的表型。付永彩等[A senescence-inhibition chimeric gene was transferred into rice by the biolistic method and expressed，J Agr Biotech（农业生物技术学报），7（1）：17-22，2000]将这一融合载体转入水稻，培育了防止早衰的水稻新株系。利用根癌农杆菌感染方法将这一融合基因导入青菜，转基因青菜叶绿素含量高，衰老延迟，为高产优质新型蔬菜品种的培育提供了一种高效的技术途径[袁政等，植物生理与分子生物学学报，28（5）：379-384，2002]。 

叶绿素的降解是作物衰老阶段明显的生理现象之一。目前认为叶绿素的降解途径从叶绿素a、脱镁叶绿酸a（pheophorbide a pheide）、红色叶绿素降解物到非荧光叶绿素降解物（NCC）。其中脱镁叶绿酸a加氧酶（pheophorbide a monooxy-genase，PaO）起到了关键作用，因而该途径又被称为PaO途径。PaO通过催化两个氧原子的加入，使叶绿素的卟啉环开环，成为四元线性吡咯衍生物即红色叶绿素降解物，导致绿色的最终消失。大量的实验证据表明：在衰老的叶片中，抑制PaO的活力，将导致脱镁叶绿酸a的积累和叶绿素降解的抑制（H?rtensteiner S，et al，J Biol Chem，273(25):15335-15339，1998）。