[发明专利]一种岷江百合诱导型启动子PR4及其应用

说明书

本发明公开了一种岷江百合诱导型启动子PR4及其应用，PR4的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示，本发明通过分子生物学和基因工程相关技术研究证实岷江百合启动子PR4响应几种植物激素和生物胁迫；将本发明岷江百合启动子PR4与β‑葡萄糖苷酸酶基因构建的融合表达框转入烟草中表达，通过荧光法定量检测转基因烟草的葡萄糖苷酸酶活性，结果表明转基因烟草在茉莉酸甲酯、水杨酸、尖孢镰刀菌、链格孢、厚垣镰刀菌处理后葡萄糖苷酸酶活性明显增强；可见岷江百合启动子PR4是一种受植物激素和生物胁迫因子的诱导的启动子，能用于植物抗病基因工程。

技术领域

本发明涉及分子生物学以及基因工程相关研究领域，具体涉及一种诱导型启动子PR4及其应用。

背景技术

启动子是位于基因上游区域调控基因转录的一段DNA序列，是一种重要的顺式调控因子，决定基因转录的时空精确性和转录效率，从而调控下游基因的表达。启动子组成包括核心启动子与上游启动子元件。核心启动子由转录起始位点、TATA框和5'UTR序列组成。上游启动子元件包括CAAT框、GC框和一些组成型及特异型元件，这些元件结合相应的蛋白因子能够提高转录效率。植物基因的启动子按表达方式可分为组成型启动子、诱导型启动子和组织特异性启动子。组织特异型启动子驱动的基因表达常常只发生在某些特定的器官或组织部位，表现出发育调节的特性。诱导型启动子通常不启动基因转录或转录活性很低，在某些特定信号刺激下，转录活性显著提高。组织特异性启动子的特异表达不具有绝对性，如绝大部分果实特异性启动子同时存在乙烯应答元件，故也可看作是乙烯诱导型启动子。

植物基因工程是将外源基因导入受体细胞，使其与受体染色体整合，改变受体植物遗传特性的一种方法。它不但可以克服物种间的生殖隔离，还可以大大加快植物育种进程。外源基因的表达必须有启动子的驱动。传统的基因工程中使用的大多是组成型启动子，它在植物的整个生命周期中都高强度表达，有可能导致基因产物过度累积以及随之而来的代谢紊乱甚至植物死亡。诱导型启动子是在植物适应环境和长期进化过程中形成的，能够响应特殊的生物、物理、化学信号，进而提高特定基因转录水平，来适应一定范围内环境变化的一类启动子。在没有诱导因子存在的条件下，它控制的编码基因不表达或本底表达，一旦环境中出现诱导因素，编码基因表达迅速增加。按照响应环境的不同可以分为生物胁迫诱导的启动子、物理胁迫诱导的启动子、化学胁迫诱导的启动子。诱导型启动子不但可以避免目的基因的持续表达对植物能量造成过度消耗，而且可以消除基因产物积累对植物本身造成的伤害，成为近年来植物基因工程的研究热点(杨瑞娟, 白建荣, 李锐等. 诱导型启动子在植物基因工程中的研究进展. 山西农业科学, 2018, 46(2): 292-298)

诱导型启动子能按照植物的需求在外界环境改变时或在特定的发育阶段接受信号、诱导并提高基因的表达，有利于节约植物自身资源消耗的同时提高植物的抗逆性。诱导型启动子大多具有以下共同特点：(1)启动子的活化受物理或化学信号的诱导；(2)具有增强序列、沉默序列或类似功能；(3)感受特异性诱导的序列都有明显的专一性；(4)部分该类型的启动子同时具有组织特异性表达的特点(王志新, 赵琳, 李文滨. 植物诱导型启动子的研究进展. 大豆科技, 2011(3): 5-9)。例如有光诱导型启动子、热诱导型启动子、创伤诱导型启动子、激素诱导型启动子和真菌诱导型启动子等。