[发明专利]一种植物冷诱导表达启动子Poscold1及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术和植物基因工程技术领域。具体而言，本发明涉及一种植物冷诱导基因表达启动子及其应用，该启动子能够在水稻转基因调控体系中在冷诱导条件下驱动目标基因在植株中表达。

背景技术

水稻起源于热带亚热带地区，是世界上一种重要的粮食作物。水稻从种子发芽到成熟的整个生长发育期间都可能受到低温冷害，具体表现为种子发芽不良、生长发育受抑制或拖延、减数分裂期和花粉形成期低温引起不育、开花期的拖延和受精不良、结实率下降等。其中苗期冷害会使植株枯黄、分蘖减少，严重时可引起植株生长发育迟缓，进而导致减产或绝收，所以低温会破坏性地降低其产量。因此，解决水稻冷害问题对于世界食物安全、促进水稻产区的经济发展具有十分重要的现实意义。随着分子生物学和基因组学的发展，现代生物技术开始广泛用于水稻等粮食作物的遗传改良。

随着耐冷基因研究的不断深入和耐冷相关基因的克隆，水稻的转基因研究也在不断的进行中。仲康等（2007）将锌指蛋白类似蛋白OsCOIN基因在水稻中过量表达使转基因水稻中脯氨酸含量升高，提高植物的耐冷性。张红生等（2009）将水稻锌指蛋白ZFP245基因在水稻中过量表达，发现超量表达ZFP245基因水稻在冷胁迫下使脯氨酸积累相关基因OsP5CS和脯氨酸转运基因OsProT基因的表达量提高，促使脯氨酸的量增加，增强植物的耐冷性。余淑美等（2010）发现MYBS3超量表达水稻能在4℃条件下处理后可以存活，且不影响其主要农艺性状。另外，对一些包括DREB/CBF、NAC等转录因子的过量表达可以提高水稻的耐冷性。

目前，植物耐冷基因工程迫切需要解决的问题就是需要更广泛的种子资源，寻找更多的耐冷基因，而采用植物基因工程技术手段提高植物的耐冷能力是耐冷研究的重要途径。

我国水稻资源丰富，从水稻种发掘、定位、克隆耐冷相关基因及其冷诱导启动子，将对水稻生产具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种驱动外源基因在冷诱导条件下特异性表达的启动子、获得含有该启动子序列的转化子以及该启动子的应用。其中，本文中所涉及的“植物”是指单子叶植物，例如水稻、小麦、玉米、大麦、高粱或燕麦，优选为水稻。

为了实现上述目的，一方面，本发明提供一种植物冷诱导表达启动子Poscold1，所述植物冷诱导表达启动子Poscold1包含序列表中SEQ ID No:1所示的DNA序列。序列表中SEQ ID No:1所示的DNA序列为来源于日本晴水稻（Oryza sativa L cv.Nipponbare）的水稻冷诱导表达启动子，本文中称为Poscold1或启动子Poscold1。

优选地，本发明提供的植物冷诱导表达启动子的DNA序列为SEQ ID No:1所示的序列，即Poscold1或启动子Poscold1。

另一方面，本发明提供一种植物冷诱导表达启动子Poscold1，其DNA序列与SEQ ID No:1所示的DNA序列有至少80%同源性；或者，所述植物冷诱导表达启动子Poscold1为在SEQ ID No:1所示的DNA序列中添加、取代、插入或缺失一个或一个以上核苷酸生成的突变体或等位基因或衍生物；或者所述植物冷诱导表达启动子Poscold1具有与SEQ ID No:1所示的DNA序列杂交的产物。这些植物冷诱导表达启动子Poscold1序列与SEQ ID No:1所示的DNA序列具有相同功能，即驱动目标基因在冷诱导条件下在植物中特异性表达。

另一方面，本发明还提供一种包含上述植物冷诱导表达启动子的表达盒。

又一方面，本发明还提供一种重组表达载体，所述重组表达载体包含上述的植物冷诱导表达启动子，在所述重组表达载体中，所述植物冷诱导表达启动子连接于待表达的基因序列的上游；优选地，所述待表达的基因为Gus基因，所述重组表达载体为pCAMBIA1381-Poscold1，该重组表达载体为将SEQ ID No:1所示的序列即Poscold1或启动子Poscold1构建于pCAMBIA1381中得到的重组表达载体，本文中称为pCAMBIA1381-Poscold1。

另一方面，本发明还提供一种宿主菌，所述宿主菌包含本发明提供的上述植物冷诱导表达启动子、上述表达盒、或上述重组表达载体；优选地，所述宿主菌为根癌农杆菌。

另一方面，本发明提供一种转化子，所述转化子包含本发明提供的上述植物冷诱导表达启动子、上述表达盒、上述重组表达载体、或上述宿主菌。其中，所述转化子优选为转基因细胞系、愈伤组织或植株。