[发明专利]一种烟草糖基转移酶诱导型启动子及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种受茉莉酸和水杨酸双重诱导的烟草内源基因超强启动子的分离鉴定和应用，通过分离和鉴定该启动子，可以将其应用于植物的基因工程中，以达到植物某些基因的遗传改良的诱导表达和功能研究，属于植物基因工程技术领域。

背景技术

随着分子生物学的不断发展，转基因已经成为研究功能基因组学的有效手段，近年来通过转基因途径改良植物农艺性状正逐步得到可行性论证和普遍接受。启动子是基因5’端与RNA聚合酶及一些反式作用因子结合的DNA序列。真核生物中有三种RNA聚合酶，各与不同类型的启动子结合。RNA聚合酶Ⅰ只转录rRNA，RNA聚合酶Ⅲ负责转录tRNA和5S rRNA。RNA聚合酶Ⅱ负责蛋白质基因和部分snRNA的转录，其启动子结构最为复杂。从功能上可将这类启动子的结构分为两部分：普遍存在的、转录必需的核心启动子(core promoter)区和特异启动子区。启动子含有一系列与特异蛋白结合的位点，通常称这些位点为顺式作用元件(cis-element)；这些特异蛋白则称为反式作用因子(trans-factor)。转录起始位点、TATA盒等属于核心启动子区；而调控基因表达活性的顺式作用元件则归为特异启动子区。

水杨酸(salicylic acid，SA)是植物体内含量较低的一种内源酚类小分子化合物。SA能诱导多种植物对病毒、真菌及细菌病害产生抗性。SA是诱发系统获得性抗性的信号分子之一，涉及并参与植物的过敏反应和SAR反应，在植物的SAR信号转导中起着关键作用。SA作为植物激素和信号分子，直接或间接调控植物体发育过程中相关基因的表达。目前已经分离出几个受SA间接调控的顺式作用元件。as-1(Activation Sequence-1)类型水杨酸响应元件。SA诱导检测几个源自花椰菜花叶病毒CaMV35S启动子的调控元件，证实SA响应元件为位于-90和-46两处的as-1元件。用水杨酸处理烟草后，证实SA的诱导因子ASF-1(Activation Sequence Factor-1)与as-1元件结合于两个TGACG。LS7元件(TCTACGTCAC)和LS5元件(ACGTCATAGA)是从拟南芥PR-1(病程相关基因1)基因启动子分离的SA诱导元件。SA通过激活路径中的NPR1，活化了的NPR1激活转录因子TGA2以促进TGA2转录因子与LS7、LS5元件结合，从而激活下游PR-1基因表达。W-box(TTGAC)发现于拟南芥NPR1基因启动子，是WRKY DNA结合蛋白的特异识别位点，WRKY基因的表达受SA的正调控。W-box突变会阻断WRKY DNA结合蛋白的特异识别，致使启动子无法激活下游NPR1基因的表达，从而影响SA通过NPR1诱导的防卫基因的表达。TCA-1(tobacco nuclear protein1)结合位点是一个由水杨酸诱导TCA-1结合的10bp序列(TCATCTTCTT)。该元件在大麦β-1-3-葡聚糖酶基因5’端非编码区重复数次，现已知有超过30个受各种胁迫诱导基因的启动子含有这一元件。