[发明专利]一个植物维管束特异表达的启动子SmP的克隆和应用

说明书

本发明涉及一个植物维管束特异表达的启动子SmP的分离克隆及其实际应用，该启动子SmP受甲基茉莉酸(MeJA)和水杨酸(SA)双重诱导，利用该启动子构建诱导型真核表达载体pCAMBIA1301‑SmP‑GUS并遗传转化植物受体，可应用于植物基因维管束定位表达、诱导目的基因的高效表达及其基因功能研究。

技术领域

本发明涉及一个新的植物维管束特异表达的启动子的分离克隆及其实际应用，该启动子受甲基茉莉酸(MeJA)和水杨酸(SA)双重诱导，可应用于植物基因维管束定位表达、目的基因的诱导表达及其功能研究，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应用。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：核心启动子区和特异启动子区。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，调控基因表达活性的顺式作用元件则归为特异启动子区。

茉莉酸(Jasmonic Acid,JA)及甲基茉莉酸(methyl jasmonate,MeJA)是亚麻酸衍生的具有环戊酮基团的化合物。随着20世纪80年代分子生物学的兴起，人们对它们的生物合成和代谢的分子调控机理作了详尽的研究，发现茉莉酸调控许多基因的表达。归纳起来有两方面：一部分基因与植物发育有关；另一部分基因与自身防御系统有关。目前通过对茉莉酸诱导基因启动子的分析，已经发现了不少茉莉酸诱导的响应元件，但这些研究多集中在与植物自身防御系统有关的基因启动子上。T/G-box(AACGTG)，是一个bHLH-亮氨酸拉链JAMYC2和JAMYC10蛋白的结合位点，JAMYC2和JAMYC10的表达受JAs的诱导。JAMYC超表达能增强马铃薯中JAs诱导的防卫基因的表达，但并不导致这类基因转录产物的累积。JERE(jasmonate-and elicitor-responsive element)，是一类最早在长春花属植物负责次级代谢产物合成的一个基因Str(strictosidine synthase)启动子中证实的MeJA和乙烯响应的元件。JERE跟别的MeJA响应元件不同的是包含一个GCC-box-like元件。JASE1(CGTCAATGAA)和JASE2(CATACGTCGTCAA)，发现于拟南芥12-O-植物二烯酸-10,11-还原酶(OPR1)基因的启动子的-179和-170间。启动子连接GUS报告基因的研究和RNA杂交分析表明，OPR1基因受衰老和JA的上调控。启动子缺失和衔接扫描突变分析表明JASE1和JASE2是衰老和SA应答的顺式作用元件。胁迫响应元件(Stress responsive element,SRE)是一个长13bp的顺式作用元件。Takeda等证实烟草长末端重复序列反转录转座子Tto1启动子中的SRE是响应MeJA诱导的顺式调控元件。