[发明专利]大豆近日节律性表达启动子GmLCLb2及其应用

说明书

本发明涉及植物基因工程技术领域，具体涉及大豆近日节律性表达启动子GmLCLb2及其应用。本发明提供一种大豆近日节律性表达启动子GmLCLb2，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。该启动子可驱动目标基因在持续光照条件下近24小时节律性表达，且表达峰值在清晨，可用于在各种作物、林木、蔬菜、花卉、牧草等植物中近24小时节律性表达目标基因，并使目标基因表达峰值出现在清晨。

技术领域

本发明涉及植物基因工程技术领域，具体涉及大豆近日节律性表达启动子GmLCLb2及其应用，该启动子的表达峰值出现在清晨。

背景技术

植物生物钟系统通过感受外界光照和温度等环境因子的昼夜周期性变化动态，协调植物生长发育、代谢与生理反应,增强植物对生存环境的适应性。植物生物钟分为输入途径、核心振荡器和输出途径三个部分。输入途径主要包括光、温度和营养等环境信号；生物钟核心振荡器是多重“转录-翻译反馈调控环路”构成的精细调控机制，通过多层级调控复杂的下游信号转导网络来参与调节植物生长发育及对生物与非生物胁迫的适应性；输出途径包括基因的节律性表达、蛋白的修饰、下胚轴节律性伸长和胁迫响应等过程，涉及植物生长发育和代谢等众多生物学进程。生物钟在杂种优势、引种驯化等发面也发挥重要作用。

植物生物钟核心组分可以直接或以复合体形式结合靶基因启动子区DNA序列，调控基因的转录。已有报道拟南芥CCA1可以结合EE和CBS顺式作用元件，其主要发挥转录抑制的活性；ChIP-seq实验结果表明，在持续光照条件下CCA1可以结合在超过1000个基因的启动子区。CCA1的靶基因参与众多生长发育生物过程和胁迫响应，表明CCA1在调控基因转录和植物生长发育及抗逆方面发挥重要功能。拟南芥生物钟核心振荡器中的PRR9、PRR7、PRR5和TOC1所调控的基因启动子区均富含G-box顺式作用元件，PRR9、PRR7、PRR5和TOC1从清晨至夜间依次出现表达峰值，共同调控靶基因的表达。在夜间出现表达高峰的LUX结合的DNA序列(LBS)为GATWCG，LUX与ELF3、ELF4形成复合体的形式调控基因的转录。

开发植物节律性表达启动子对于调控植物基因的表达、植物的节律性调控以及具有优良性状植物的育种具有重要意义。

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供大豆近日节律性表达启动子GmLCLb2，该启动子的表达峰值出现在清晨，可用于在植物中近日节律性表达目标基因。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

第一方面，本发明提供大豆近日节律性表达启动子GmLCLb2，其具有如下任一种核苷酸序列：

(1)如SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列；

(2)如SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列经取代、缺失和/或添加一个或几个核苷酸所获得的具有同等功能的由(1)衍生的核苷酸序列；

(3)与如SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列具有至少70％同源性，且具有同等功能的由(1)衍生的核苷酸序列；优选地，所述同源性为至少80％；更优选为至少90％；

(4)在严格条件下能够与如SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列杂交的核苷酸序列。

大豆GmLCLb2基因(基因号：Glyma19g45030)的功能和表达调控机制目前尚不明确，本发明发现大豆GmLCLb2基因的上游序列可调控基因呈现近日节律性表达趋势，但是，选取GmLCLb2基因上游不同长度的序列片段，其驱动基因节律性表达的相位和表达强度明显不同。本发明通过大量筛选和验证实验发现序列如SEQ ID NO.1所示的启动子可高效驱动基因呈现明显的近日节律性表达，且表达峰值在清晨。