[发明专利]甘蓝型油菜胚胎特异性启动子pBnaA09g21960D及其应用

说明书

本发明公开了一种甘蓝型油菜胚胎特异性启动子pBnaA09g21960D及其应用，从甘蓝型油菜中克隆了基因BnaA09g21960D的启动子，构建由该启动子调控的报告基因GUS的植物表达载体DX2181‑pBnaA09g21960D，采用农杆菌介导的花序浸染法转化拟南芥，对筛选的阳性转基因株系进行GUS组织化学法染色，结果表明，pBnaA09g21960D具有驱动下游基因在胚胎中的特异表达，而在其他组织器官不表达的功能。该启动子在油菜转基因提高作物品质方面和人工创建种质资源等方面，具有良好的应用潜力。

技术领域

本发明属于植物基因工程和生物技术领域，具体涉及一种甘蓝型油菜BnaA09g21960D基因的启动子，命名为pBnaA09g21960D(以下相同)，该启动子可用于拟南芥胚胎特异性表达。

背景技术

植物基因启动子在基因的表达调控中起着关键作用，位于结构基因5’端上游区域，含有顺式作用元件的一段DNA序列，决定着下游基因转录的特异性、方向和效率。此外，启动子在构建能够高水平表达异源表达载体的过程中起到关键作用，它决定了外源基因表达的时空顺序、表达强度、转录效率和基因的表达水平。所以，研究启动子的功能对于基因表达调控机制和日渐成熟的植物基因工程具有非常重要的科学意义。

通过对多种植物基因启动子区的分析发现，绝大多数功能蛋白基因的启动子都具有共同的结构模式，一般由启动子核心元件和上游元件组成。位于转录起始位点上游-20～-30bp处的TATA box为启动子的核心元件，是富含有AT的保守序列区，与DNA(脱氧核糖核酸)双链的解链有关，并决定转录起始点的选择，是绝大多数植物启动子正确表达所必需的。TATA box上游的保守序列称为启动子上游元件，包括-75bp处的CAAT box和-80～-110bp附近的GC box等一般上游启动子元件及其他特殊的上游元件，如茉莉酸类物质应答元件(JRE)、乙烯响应元件(ERE)等元件(张春晓,王文棋,蒋湘宁,等.植物基因启动子研究进展[J].遗传学报,2004,31(12):1455-1464；路静,赵华燕,何奕昆,等.高等植物启动子及其应用研究进展[J].自然科学进展,2004,8:002.)。其中，CAAT box是比较保守的序列，与RNA(核糖核酸)聚合酶的识别和结合有关，对基因转录具有较强的激活作用。只要具有了这些保守的结构框，那么就可以具有响应的启动下游基因表达的功能。

根据启动子的转录模式可将其分为3类：组成型启动子、组织或器官特异性启动子和诱导型启动子。

组成型启动子驱动的外源基因在转基因植物中的所有发育时期和组织中稳定表达。对许多双子叶植物的转化，通常都使用来自花椰菜病毒(CaMV)的35S启动子或来自细菌的胭脂氨酸合成酶nos启动子的质粒载体，而在单子叶植物转化中最常用的是含有水稻肌动蛋白Act启动子，玉米泛素Ubi启动子及35S启动子的质粒载体(关丽英,刘祥林,印莉萍.转基因植物中外源基因的有效表达及其安全性评价[J].首都师范大学学报:自然科学版,2002,23(2):52-56)。

但是很多时候外源基因在受体植物中的高效表达不仅造成生物体内能源的浪费，而且所有组织中的表达可能对植物本身具有毒害作用，甚至引起转基因安全问题(ShirongJ.Environment and Food Biosafety Assessment of Transgenic Plants[J].PROGRESSIN BIOTECHNOLOGY,1997,6)。因此，诱导型启动子和组织特异性启动子的研究和应用日益受到育种工作者的重视。在转基因植物中鉴定的诱导型启动子主要包括非生物胁迫诱导型启动子、生物胁迫诱导型启动子和激素诱导型启动子等(聂丽娜,夏兰琴,徐兆师,等.植物基因启动子的克隆及其功能研究进展[J].植物遗传资源学报,2008,9(3):385-391)。但是诱导型启动子的应用也具有一定的限制，对受体植物进行的外在条件处理，如热激，激素处理等可能引起生物体内一系列的生理生化反映而不利于植株的正常生长。此外，化学调控系统中用作诱导物的甲基脱氢皮质醇、雌二醇和四环素都对生态环境有害，不宜用于生产实践。