[发明专利]一种高盐及衰老特异诱导启动子、工程载体及应用

说明书

本发明属于基因工程技术领域，涉及一种高盐及衰老特异诱导启动子、工程载体及应用，所述启动子如SEQ ID NO:1的核苷酸序列所示，该工程载体具有启动子序列，其核苷酸序列如SEQ ID NO:2所示。本发明构建了SIS1启动子驱动IPT1基因表达载体，实现了IPT1基因在高盐条件下及叶片衰老时期特异高表达，一方面抑制了叶片在高盐条件加速衰老的进程；另外，又抑制了植物因年龄造成的衰老进程，即可以实现抵御高盐促进衰老的过程又使植物正常条件下延缓衰老。本发明可广泛用于植物IPT1基因表达抑制的相关理论以及植物抵御高盐、抑制衰老等应用研究。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，涉及一种植物叶片相关特性具有诱导的启动子及工程载体，具体涉及一种高盐及衰老特异诱导启动子、工程载体及应用。

背景技术

植物生来具有被土壤固着的特性，因此，在植物的生命周期中不可避免会遭受来自环境的各种胁迫，如异常温度，病虫害等，其中高盐危害是影响作物产量、品质的主要危害之一；如何提高作物抗盐能力是众多农艺学家的奋斗目标。

高盐会加速植物叶片衰老进程，叶片早衰导致叶绿素降解加快，光合效率显著降低，有机物合成能力明显下降，抵御病虫害的能力下降，最终导致作物减产，品质降低。植物相应盐胁迫可以理解为植物对盐感应到对盐响应的转变，叶片衰老是植物处于高盐胁迫中产生不良反应的关键环节。因此，使植物能够有效抵抗高盐造成的早衰，是农业生产中提高产量、品质的有效手段之一。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本发明提供一种高盐及衰老特异诱导启动子、工程载体及应用，使植物具有抵抗高盐及衰老的特性。

目前的研究主要集中的对盐感应的机理上，通过研究植物如何感应盐进而发现抗盐途径。而在本发明中，申请人将研究的方向放在了植物抵御高盐胁迫集中在植物对盐响应的步骤上，既然高盐导致植物降低产量和品质的原因之一是叶片的早衰，很容易理解，如果有能力在高盐条件下可以使叶片衰老延缓，抵抗高盐所带来的加速叶片衰老的效果，从这个角度也可使植物具备抗盐能力。一批参与叶片衰老和抗性相关的基因已经被研究，如JUB1,VNI2,NTL4等等，这些基因中多数是在高盐条件下表达升高，但同时又会加速叶片衰老。因此，申请人的策略是利用高盐和叶片衰老诱导的启动子，通过重组技术，将高盐及叶片衰老的启动子与叶片衰老负调控因子(过量表达时，会抑制叶片衰老)组装成新的核酸元件。

申请人发现了一个转录水平同时被高盐和衰老上调表达的基因SIS1基因(AT5G02020),该基因功能尚未被研究；通过PCR手段克隆到该基因的793bp启动子，对该启动子进行了表达分析，通过Qrt-PCR,gus及LUC鉴定，发现该启动子可以被高盐和衰老同时特异诱导的；因此，申请人制备了以该启动子序列为基础骨架的工程载体；利用该工程载体，将细胞分裂素合成关键酶编码基因IPT1(AT1G68460)重组到该载体中，形成了SIS1启动子驱动的IPT1基因表达；由于SIS1启动子特异的被高盐和衰老诱导，因此，IPT1基因能够在高盐和叶片衰老时期特异表达，已有报道，不同作物中IPT过表达可以延缓叶片衰老；因此，在拟南芥中实现了特异抵抗高盐及年龄诱导的衰老过程。

如上文所述，本发明所述的一种高盐及衰老特异诱导启动子，其特征在于：所述启动子如SEQIDNO:1的核苷酸序列所示。

优选的，所述启动子含有一段5’UTR序列，位于序列的592位～793位。在后续启动子应用中，为了保证SIS1启动子的驱动效果，在工程载体构建中包含这段5’UTR序列

优选的，所述启动子具有两个真核生物启动子核心元件TATA-box，分别位于序列的561位～564位和582位～585位。