[发明专利]AaPDR3基因启动子及其应用

说明书

本发明公开了一种启动子，该启动子是能调控基因在非分泌型腺毛中特异表达，其核苷酸序列如SEQ ID No：1所示，是AaPDR3基因的启动子。该启动子可以应用于利用植物非分泌型腺毛组织表达和生产代谢产物的基因工程育种中。另外，本发明还公开了包含该启动子的载体和表达盒。本发明也为深入研究非分泌型腺毛的发生和发育以及其中的次级代谢产物的代谢调控，尤其是通过AaPDR3基因的启动子proAaPDR3进行研究奠定了基础。

技术领域

本发明属于生物工程领域，涉及一种启动子及其应用，尤其涉及一种在植物非分泌型腺毛中特异表达的转运蛋白基因启动子(proAaPDR3)及其在转基因植物中的应用。

背景技术

青蒿(Artemisia annua L.)是菊科蒿属的一年生草本植物，植株有浓烈的挥发性香气，其植株中含有许多次级代谢产物：青蒿素、挥发油、α-蒎烯、樟脑、青蒿酮等，此外还含有黄酮类化合物。目前，青蒿素联合疗法(Artemisinin-based combination therapies，ACTs)是世界卫生组织推荐的最有效的治疗疟疾的方法。但其青蒿素在植物青蒿中的含量低，尚无法完全满足全球的市场需求。

青蒿具有分泌型腺毛(glandular trichomes)和非分泌型腺毛(nonglandulartrichomes)。在青蒿叶片的正面和背面、茎秆、花上都大量存在腺毛，这里是大量次生代谢物的累积场所，青蒿素被认为储存于分泌型腺毛。两种腺毛对于植物的生长、发育、防御、花粉传播等都起到至关重要的作用。

启动子是位于结构基因5’端上游的特定核酸序列，能够调控下游基因的表达，启动子就像一个“开关”，通过顺式作用元件和反式作用因子的相互作用来发挥其特定的功能。启动子一共分三种：组成型启动子、特异型启动子、诱导型启动子。在青蒿基因工程研究中，目前所采用的启动子大多数是组成性的启动子。这类启动子能够驱动基因在植物所有的组织和器官中表达，会导致植物体内代谢的浪费，还可能对植物的正常生长造成一定的负担和危害。而非分泌型腺毛特异表达的启动子只对植物的非分泌型腺毛系统进行遗传操作，不会对植物造成代谢的浪费和生长发育造成危害。

ABC(ATP binding cassette)转运蛋白是一大类非常多样化非常特殊的超级家族。大部分ABC转运蛋白直接参与到各种分子的跨膜运输。AaPDR3是从青蒿中克隆得到的一个ABC转运蛋白中PDR(Pleiotropic drug resistance)亚家族的转运蛋白。

因此，本领域技术人员致力于开发一种腺毛特异表达的AaPDR3基因的启动子。

发明内容

有鉴于现有技术中的启动子会驱动基因在植物所有的组织和器官中表达，会导致植物体内代谢的浪费，还可能对植物的正常生长造成一定的负担和危害的这些缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种在植物非分泌型腺毛中特异表达的启动子，能引导基因在转基因植物非分泌型腺毛中特异表达。

为实现上述目的，本发明的一方面提供了一种启动子，该启动子是能调控基因在非分泌型腺毛中特异表达，其核苷酸序列如SEQ ID No：1所示。该启动子为转运蛋白基因启动子，是诱导型启动子，也是特异型启动子。

进一步地，该启动子是青蒿AaPDR3基因上游的启动子。

进一步地，该启动子上的顺式作用元件包括：TATA box、CAAT box、G-box、AE-box、ARE、GA-motif、G-box、MBS和W box。

本发明的另一方面提供上述启动子的应用，是在利用植物非分泌型腺毛组织表达和生产代谢产物的基因工程育种中的应用。

进一步地，其中代谢产物为青蒿素。

本发明的又一方面提供一种载体，该载体连接有如上所述的启动子。该载体可以是pCAMBIA1391z载体。