[发明专利]启动子GmLCLa1在调控基因响应脱落酸处理和水分胁迫中的应用

说明书

本发明涉及植物基因工程技术领域，具体涉及启动子GmLCLa1在调控基因响应脱落酸处理和水分胁迫中的应用。本发明提供一种能够响应脱落酸处理或水分胁迫的大豆启动子GmLCLa1，该启动子的活性受脱落酸激素信号、水分胁迫和生物钟共同调控，具有调控基因在脱落酸处理或水分胁迫条件下近日节律表达显著上调的功能，在植物的水分胁迫响应和基因表达调控中具有较高的应用价值。

技术领域

本发明涉及植物基因工程技术领域，具体涉及启动子GmLCLa1在时间特异性精细调控基因响应脱落酸处理和水分胁迫中的应用。

背景技术

水分是大豆等植物生长发育过程中的关键环境因素。充足的水分供给对于大豆的产量至关重要，尤其是在花期和灌浆期，水分胁迫会导致大豆减产30％-80％。脱落酸(ABA)调控种子休眠与萌发、气孔闭合、植株生长与衰老以及多种生物和非生物胁迫等过程，是植物响应水分胁迫过程中的重要激素。开发响应水分胁迫和脱落酸表达的启动子对于植物对水分胁迫的响应调节具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供能够响应脱落酸处理或水分胁迫并时间特异性精细调控基因呈现近日节律性表达的大豆启动子。

为实现上述目的，本发明对大豆多个功能基因的上游序列(启动子区)进行了大量筛选，本发明发现，GmLCLa1基因的上游序列能够响应水分胁迫和脱落酸处理上调基因表达，而且，还能够在水分胁迫和脱落酸处理条件下保持近日节律性表达。本发明还发现选取GmLCLa1基因上游不同长度的序列片段，其对于水分胁迫、脱落酸处理的响应以及节律性表达的相位和表达强度明显不同，其中，如SEQ ID NO.1所示的启动子可驱动基因在水分胁迫条件下高水平近日节律性表达，表达振幅升高约1倍；驱动目标基因在脱落酸处理后，在清晨时间段表达水平上调约1倍，而在夜间维持低水平表达。该启动子能够驱动目标基因在脱落酸处理或水分胁迫条件下，时间特异性微调基因表达，使得目标基因发挥功能更具有靶向性，降低目标基因过量表达的负面效应。与现有技术中对水分胁迫或脱落酸处理响应十分剧烈的启动子、能够响应水分胁迫和ABA的但不具有驱动基因呈现近日节律性表达功能的启动子、以及能够调控基因呈现近日节律性表达，但并不响应水分胁迫或脱落酸处理的启动子相比，本发明提供的启动子GmLCLa1的功能具有显著进步。

具体地，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供启动子GmLCLa1或含有所述启动子GmLCLa1的表达盒、载体或微生物在调控基因在植物中响应脱落酸处理表达中的应用。

优选地，所述应用为调控基因响应脱落酸处理上调表达。

第二方面，本发明提供启动子GmLCLa1或含有所述启动子GmLCLa1的表达盒、载体或微生物在调控基因在植物中响应水分胁迫表达中的应用。

优选地，所述应用为调控基因响应水分胁迫上调表达。

第三方面，本发明提供启动子GmLCLa1或含有所述启动子GmLCLa1的表达盒、载体或微生物在调控基因在植物中响应脱落酸处理调控近日节律表达水平中的应用。

优选地，所述应用为调控基因在植物中响应脱落酸处理近日节律表达水平上调。

第四方面，本发明提供启动子GmLCLa1或含有所述启动子GmLCLa1的表达盒、载体或微生物在调控基因在植物中响应水分胁迫调控近日节律表达水平中的应用。

优选地，所述应用为调控基因在植物中响应水分胁迫近日节律表达水平上调。

第五方面，本发明提供启动子GmLCLa1或含有所述启动子GmLCLa1的表达盒、载体或微生物在调控植物响应脱落酸处理或水分胁迫的性状中的应用。

第六方面，本发明提供启动子GmLCLa1或含有所述启动子GmLCLa1的表达盒、载体或微生物在制备植物响应脱落酸处理或水分胁迫的性状改变的转基因植物中的应用。