[发明专利]基于转录因子间的互作关系构建双激素响应启动子的方法

说明书

本发明公开了基于转录因子间的互作关系构建双激素响应启动子的方法，选择包括响应激素A诱导的多个顺式作用元件的天然启动子作为基本骨架，选择包括响应激素B诱导的顺式作用元件组合成响应元件盒，根据响应元件盒中顺式作用元件结合的转录因子与插入天然启动子中相邻顺式作用元件结合的转录因子之间都存在互作关系，确定响应元件盒插入天然启动子中的位置，便构建得到所述双激素响应启动子。利用本发明方法获得的启动子可以从多个信号途径或多类转录因子类型中获得信号，在调控基因表达时可以消除或削弱相互拮抗信号的影响，协同提高基因的表达水平。在抗病基因工程应用中，能更有效地提高转基因植物对不同生态类型病原菌的抗性。

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体涉及基于转录因子间的互作关系构建双激素响应启动子的方法。

背景技术

启动子是基因（gene）的一个组成部分，控制基因转录的起始时间和表达的程度。启动子（Promoter）就像“开关”，决定着基因的活动。启动子本身并不控制基因活动，而是通过与转录因子（transcription factor，TF）结合而控制基因活动的。基因工程中常用的启动子包括三种类型：组成型启动子、组织特异性启动子和诱导型启动子。组成型启动子调控的基因可在转基因植株的绝大多数组织中表达，它所调控的基因表达具有持续性， RNA 和蛋白质的表达量相对恒定，没有时空特异性，且活性高。组成型表达某些基因常常引起植物生长异常，甚至不育，或是引起内源基因沉默等现象（Vaucheret et al．，2001；Campbellet al．，2002）。特别是植物抗病基因工程中，组成型表达外源抗病基因常常产生抗性的代价问题。组织特异性启动子又称器官特异性启动子，是指只能在特定组织器官中启动基因表达的启动子，这类启动子实际上是特异组织中的组成型表达启动子。同时，抗病基因工程中，它与组成型启动子一样，当病原菌不存在时，它亦能够启动抗病基因表达。诱导启动子是受外界环境诱导后激活基因转录表达的一类启动子，这类启动子能定点定时地调控基因表达，一旦诱导条件丧失，基因停止表达。因此，这类启动子更适合基因工程。植物抗病基因工程中通常使用的是病原诱导启动子。

天然的病原诱导启动子常常来自于受病原菌或SA或JA诱导表达基因的启动子，通常在诱导条件和转录效率上存在某些局限，比如，病程相关蛋白基因PR1的启动子主要响应活体营养型病原菌的诱导，死体营养型病原菌诱导的时候活性非常低，甚至没有活性。此外，一些活性高的天然病原诱导启动子存在本底较高的活性，只能获得来自一个信号途径的信号，比如来自防御素PDF1.2基因的启动子PDF1.2，该启动子活性高，但是本底活性也高，且只能获得来自JA信号途径的信号。因此，在实际应用中受到限制。

随着分子生物学的发展，根据需要改造启动子或人工合成新的启动子已经很常见。人工合成启动子具有天然启动子不具备的许多优势。针对病原诱导启动子，人工合成启动子可以改变启动子的强度和病原诱导特性，可以优化启动子结构，可以在病原菌侵染部位调控基因高水平表达，而在病原菌未侵染部位基因表达水平低甚至没有表达，人工合成的启动子还可以从多个信号途径或多类转录因子类型中获得信号。