[发明专利]盐芥COR15a基因启动子及其应用

说明书

技术领域

本发明属于分子生物学、基因工程技术领域，具体地说，涉及一种盐芥COR15a基因启动子及其应用。

背景技术

盐芥(Thellungiella halophila)具有很强的抗冻能力。据报道，在4～5℃低温条件下，盐芥种子可以萌发，并且盐芥可以生长发育。盐芥的抗冻能力比拟南芥要强，表现在拟南芥在经过过冷处理之后才能够忍受零度以下低温，如忍受-10～-13℃的低温，而盐芥不仅在经过过冷处理后能够忍受低温，其本身就具有更强的抗冻能力。

越来越多的研究表明，植物抗冻过程中发生的生理生化变化是由低温诱导的特定基因表达而引发的，一些潜在的基因受低温调控而表达，进而诱导许多抗冻蛋白的合成。Thomashow等(1990)最早从拟南芥中分离鉴定得到抗冻响应的COR基因(cold regulated gene)。

C-repeat/DRE(c-repeat/drought responsive element)调节元件是COR基因启动子序列中的关键顺式作用元件(Yamaguchi-Shinozaki等，1994；Baker等，1994)。所有COR基因启动子序列中都有此调节元件存在。研究证明，C-repeat/DRE调节元件除了可响应低温诱导外，还可对干旱和高盐等作出响应而使COR基因表达。

COR15a基因启动子是植物体内低温调节的信号转导途径及转录调控网络中的重要组成部分。本发明首次克隆得到盐芥COR15a基因启动子的序列，为进一步研究植物的抗冻分子机制奠定基础。

发明内容

本发明的目的是提供盐芥COR15a基因启动子及其应用。

为了实现本发明目的，本发明的盐芥COR15a基因启动子，其具有：i)SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列，该序列中含有2个低温应答特异性元件C-repeat/DRE；或ii)SEQ ID No.1所示核苷酸序列经取代、缺失和/或添加一个或几个核苷酸且同等功能的由i)衍生的核苷酸序列。如在不改变启动子功能的情况下，将第12位的A缺失，将第177位的A取代为G，在第211位后增加T。

本发明还提供含有上述启动子的载体以及含有该载体的宿主细胞。

本发明还提供含有上述启动子的转化植物细胞。

本发明还提供盐芥COR15a基因启动子在调控下游基因表达中的应用，优选下游基因为GFP基因。

本发明还提供盐芥COR15a基因启动子在提高植物抗逆性中的应用。其中，所述的植物抗逆性是指植物的抗冻、抗旱和抗盐等抗逆境胁迫的能力，特别是指植物的抗冻能力。

本发明从克隆盐芥COR15a基因启动子入手，通过对盐芥COR15a基因启动子结构和功能序列的分析，验证了盐芥COR15a基因启动子的低温诱导性。从盐芥中获得的该低温诱导型启动子，为植物抗逆基因工程研究提供了新的逆境胁迫诱导型启动子元件，也为下一步植物抗冻转基因研究奠定基础。

附图说明

图1为盐芥和拟南芥COR15a启动子中调节元件的分布图。其中，中间部分表示盐芥和拟南芥COR15a启动子共有的调节元件；左环表示盐芥COR15a启动子含有的元件；右环表示拟南芥COR15a启动子含有的元件。

图2为盐芥和拟南芥的COR15a启动子下游序列的比对。

图3为盐芥COR15a基因启动子表达载体、缺失载体及对照载体的构建。其中，+1示转录起始位点(TSS)；ATG示翻译起始密码子；A示ABRE；B示TC-rich repeats；C示GARE-motif；Control为以拟南芥COR15a基因启动子构建的表达载体作为对照；以GFP为报告基因的载体为pCAMBIA1300。

图4为不同温度处理下洋葱表皮细胞中不同启动子启动的GFP基因瞬时表达情况、其中，A、D、G是转化了35S启动子的洋葱表皮细胞分别在30℃、20℃和4℃条件下处理后，35S启动子启动的GFP瞬时表达情况；B、E、H是转化了拟南芥COR15a基因启动子At的洋葱表皮细胞分别在30℃、20℃和4℃条件下处理后，At启动子启动的GFP瞬时表达情况；C、F、I是转化了盐芥COR15a基因启动子Th的洋葱表皮细胞分别在30℃、20℃和4℃条件下处理后，Th启动子启动的GFP瞬时表达情况。其中35S启动子样品和拟南芥COR15a启动子At样品均为对照。Bar：10μm。