[发明专利]一种玉米病原菌诱导启动子pGRMZM2G174449

说明书

技术领域

本发明涉及植物基因工程技术领域，提供了一个玉米病原菌诱导启动子，该启动子可用于通过植物基因工程技术改善植物抗病性和其他有益生产性状。

背景技术

由真菌、细菌、病毒以及线虫引起的植物疾病为作物生产带来巨大影响。植物拥有两套不同的抗性机制：一是被动防御机制，是指一些抗性相关的形态结构，如表皮和坚硬的细胞壁（Brady JD,Fry S.Formation of di-isodityrosine and loss of isodityrosine in the cell walls of tomato cell-suspension cultures treated with fungal elicitors or H₂O₂.Plant Physiol1997,115:87-92.）。另一个是主动防御，主动防御是抗性基因与病原菌识别并且互作引起的。病原物无毒基因（avr）编码的激发子与寄主植物响应的抗病基因（R）编码激发子的受体分子相互作用产生抗病反应。植物抗病防卫反应一般经历信号识别、信号传导、防卫基因表达三个环节。主动防御中所有类型的抗病机制都要依靠防卫基因表达，抵抗的有效性取决于基因表达的时空特性。正是由于防卫基因的时空表达特性，其启动子往往具有某些特殊的顺式作用元件，人们可以利用防卫基因、尤其是其顺式元件为基因工程改良提供有利的工具。植物中绝大部分抗病基因都编码具有核苷酸结合位点以及亮氨酸重复的蛋白（NBS-LRR)，（McHale L,Tan X,Koehl P,Michelmore RW.Plant NBS-LRR proteins：adaptable guards.Genome Biol2006,7:212.）。但是对于这类基因的启动子研究还比较少。

植物基因启动子是重要的顺式作用元件，是位于结构基因5ˊ端上游区的DNA序列，是转录调控的中心。从1983年第一株转基因植物问世以来，启动子一直是基因工程的研究热点，选择合适并有效表达的启动子将为基因工程的研究奠定坚实的基础。组织特异启动子可以使外源基因的表达只发生在某些特定的器官或组织部位，并往往表现出发育调节特性；诱导型启动子可以使外源基因对某些信号产生响应，只在特殊信号刺激下表达。这些启动子的最大优点是：它克服了组成型启动子启动的外源基因在受体植物中非特异性的持续、高效表达所造成的浪费，并且满足某些需要外源基因特异表达的需求。组织特异性或诱导表达启动子一直以来都是植物基因工程研究的重点和难点。

目前，已经找到一些组织特异性或诱导表达启动子，并发现其上存在的相应的顺式因子，为后来的启动子研究奠定了基础。烟草的Sar8.2b基因受水杨酸（SA）诱导，在其启动子上发现了几个顺式作用因子，包括as-1因子、GT21和Dof结合序列。SA诱导Sar8.2b基因表达可能存在于-728至-927bp和-197至-351bp的区域的顺式因子中（Song F,Goodman RM.Cloning and identification of the promoter of the tobacco Sar8.2b gene,a gene involved in systemic acquired resistance.Gene2002,290:115-124.）。玉米蔗糖合成酶I只在韧皮部细胞中表达（Yang NS,Russell D.Maize sucrose synthase-promoter directs phloem cell specific expression of gus gene in transgenic tobacco plants.Proc Natl Acad Sci1990,87:4144-4148.）。PsGNS2启动子只在种子中特异表达（Buchner P,Rochat C,Wuilleme S,Boutin JP.Characterization of a tissue-specific and developmentally regulated beta-1,3-glucanase gene in pea(Pisum sativum).Plant Mol Biol2002,49:171-186.）。