[发明专利]植物冷诱导表达启动子POsCold9及其衍生物

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，本发明涉及一种水稻冷诱导表达启动子POsCold9及其应用，该启动子能够在水稻转基因调控体系中有条件地驱动目标基因的表达。

背景技术

水稻是重要的粮食作物，冷害是影响水稻生产的重要限制因子之一。芽期、苗期和孕穗开花期遭遇冷害，将导致水稻幼苗生长迟缓、分蘖减少，最终造成水稻产量的大幅度降低。水稻低温冷害是指水稻遭遇发育所需最低临界温度以下的温度，造成水稻的生理损伤,导致水稻不能正常生长发育而使产量降低。水稻生育期中有4个时期最易受冷害影响，分别是芽期、苗期、孕穗期和开花灌浆期，其中孕穗期冷害与水稻产量具有密切的关系。孕穗期冷害是指水稻进入生殖生长到开始抽穗开花期间受到低温的影响,导致花粉发育不正常继而影响正常开花授粉形成空壳的一种冷害。这类冷害常在日本东北部及北海道、菲律宾北部、印度北部山区、印度尼西亚山区、尼泊尔、美国加利福尼亚州和我国的东北、云贵高原粳稻区及长江中下游地区的晚稻中发生。

低温冷害对水稻的危害是多方面的。水稻对温度、光照等都有一个界限要求，当超出忍受的高低温限度时，轻则受害，重则坏死。水稻在春季遇到低温不但降低秧苗质量推迟插秧期，更大的问题是延迟返青分蘖和穗分化，对抽穗影响最大。营养生长期内受低温冷害，穗原始体分化一般推迟5-10d，晚抽穗7d左右。障碍型冷害的危害在水稻生殖生长期遭受低温危害，成为不育空粒以致明显减产。水稻孕穗期对低温敏感，容易造成不孕；抽穗开花期受到低温危害，颖壳不张开花药不开裂，花粉不发育，所以造成不育粒。混合型冷害一般对水稻的危害最大。低温冷害也可造成稻瘟病、水稻鞘腐败病等的发生。

另外，温度也是影响水稻籽粒品质的一个重要的环境因素。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。

植物中存在着一个复杂的低温胁迫信号应答网络系统。植物在受到低温胁迫后能通过该系统进行一系列的基因遗传修饰，对自身的代谢和生长进行调节以适应该不利因素对其造成的影响。利用这一应答网络中关键基因，可以有效提高植物对低温的耐受性。

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基因水稻在冷胁近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℃下处理以后可以存活，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。

我国水稻资源丰富，从水稻中发掘、定位、克隆耐冷相关基因及其冷诱导启动子将对水稻耐冷品种的选育具有重要的理论及实际意义，在农业领域将具有广阔的应用和市场前景。因此，人们迫切希望找到更多的特异性启动子，用于提高水稻的耐冷性。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种分离鉴定本底信号低、诱导性高的新型启动子，这种启动子对作物基因工程，尤其是水稻冷害耐受方面将有着重要的意义。

为了实现上述目的，一方面，本发明提供一种水稻冷诱导表达启动子POsCold9，所述水稻冷诱导表达启动子POsCold9能够驱动目标基因在冷诱导条件下特异性表达。

优选地，所述水稻冷诱导表达启动子POsCold9包含：

(a)SEQ ID NO:1中所示的核苷酸序列；或者

(b)在SEQ ID NO:1中所示的核苷酸序列中取代一个或多个核苷酸且能够驱动目标基因在冷诱导条件下特异性表达的核苷酸序列；或者

(c)在SEQ ID NO:1中所示的核苷酸序列中添加一个或多个核苷酸且能够驱动目标基因在冷诱导条件下特异性表达的核苷酸序列；或者

(d)SEQ ID NO:1中所示的核苷酸序列缺失一个或多个核苷酸且能够驱动目标基因在冷诱导条件下特异性表达的核苷酸序列；或者

(e)与SEQ ID NO:1中所示的核苷酸序列具有至少90％同源性，且能够驱动目标基因在冷诱导条件下特异性表达的核苷酸序列；或者

(f)在严格条件下与SEQ ID NO:1中所示的核苷酸序列杂交且能够驱动目标基因在冷诱导条件下特异性表达的核苷酸序列；