[发明专利]一种植物茉莉酸甲酯诱导表达启动子PosMeJ1及其应用

说明书

本发明提供一种植物茉莉酸甲酯诱导表达启动子PosMeJ1及其应用。本发明还提供了含有该启动子的表达盒和植物表达载体。本发明的启动子PosMeJ1能够在植物茉莉酸甲酯的诱导下提高目标基因的表达量。此外，本发明将上述启动子应用在植物转基因工程中。本发明提供的启动子可以启动外源基因在植物中表达，适用于任何植物，尤其能够驱动外源基因在植物植株中诱导表达，因此可以用于提高和改善植物的生长特性，从而培育出理想的转基因品种。

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茉莉酸甲酯诱导表达启动子及其应用，该启动子能够在水稻转基因调控体系中驱动目标基因在植株中表达。

背景技术

茉莉酸(jasmonic acid,JA)及其甲酯为主的茉莉酸类是一类新型植物物质，是通过硬脂酸途径产生的脂肪酸衍生物。它广泛存在于高等植物以及某些真菌之中，植物种子的萌发、生根和开花、果实成熟、胚胎发育、气孔关闭、色素合成，衰老等各种生长发育过程均与的作用密切相关。有研究表明，茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)可以抑制根的生长。茉莉酸甲酯还可以诱导颖花的开放，这在水稻、高粱、苏丹草、小麦等作物中都得到了证实。曾晓春和周燮首次报道用0.04～4mmol/L的MeJA的对籼稻穗浸2min，即可在6～20min内诱导浆片膨大而导致大量开颖。诱导开放的颖花数和的浓度相关，浓度越大，诱导开放的颖花数越多。张旺等在杂交粳稻制种中进行了应用研究，结果发现，4mmol/L的MeJA的所处理的小区制种产量比对照小区增产幅度在182.3％-357.1％之间。此外，MeJA在对病、虫、机械伤害等的反应中可调节植物防卫基因的表达，提高植物的抗逆性，并在植物的形态建成中起重要作用。

茉莉酸甲酯作为逆境信号物质可以诱导植物抗逆响应，当植物受到创伤、昆虫咬食或病原菌感染后引发的局部及系统性的伤害信号，产生茉莉酸甲酯。在此诱导过程中，茉莉酸甲酯一方面是在外部起作用，诱导植株间的防御反应；另一方面经气孔进入植物细胞，在细胞质中被酯酶水解为茉莉酸(jasmonic acid,JA)。当植物受到逆境胁迫时，体内的茉莉酸能快速响应胁迫信号，与植物体内天然受体结合，受体蛋白激活再作用于相应启动子序列以驱动下游基因的表达，并将逆境信号传递到未受伤部位进一步启动抗逆基因表达，以抵御逆境胁迫伤害。

转基因技术在农作物和观赏植物中的发展应用是现代农业的一个发展趋势，实现外源基因在转基因植株中的精确调控表达是必要的。诱导型启动子虽然对外源基因的调控表达具有很强的时空控制性，但目前的研究多数停留在启动子功能分析及表达调控上，且真正能在生产实践上大规模使用的更是屈指可数。另外，很多诱导型启动子都存在有背景表达，即在没有诱导处理时出现较高的背景表达，影响了诱导调控的准确性。目前，研究的受茉莉酸甲酯诱导的启动子很少，利用该启动子可以驱动一些功能基因在植物植株中的表达，从而提高植株的抗逆性，培育理想的转基因植物品种。

但是，大部分研究人员并没有意识到受茉莉酸甲酯诱导的启动子的重要性，即便有人意识到了受茉莉酸甲酯诱导的启动子，想要从数以亿计的基因中找到受茉莉酸甲酯诱导的启动子，也如同大海捞针。

发明内容

本发明的目的是提供一种驱动外源基因在茉莉酸甲酯诱导条件下特异性表达的启动子、获得含有该启动子序列的转化子以及该启动子的应用。其中，本文中所涉及的“植物”是指单子叶植物，例如水稻、小麦、玉米、大麦、高粱或燕麦，优选为水稻。

为了实现上述目的，一方面，本发明提供一种植物茉莉酸甲酯诱导表达启动子，所述植物茉莉酸甲酯诱导表达启动子包含序列表中SEQ ID No:1所示的DNA序列。序列表中SEQ ID No:1所示的DNA序列为来源于日本晴水稻(Oryza sativa L cv.Nipponbare)的植物茉莉酸甲酯诱导表达启动子，本文中称为PosMeJ1或启动子PosMeJ1。