[发明专利]一种姜花萜类花香基因Hctps1启动子及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，具体涉及一种姜花萜类花香基因Hctps1启动子及其应用。

背景技术

姜花（Hedychium coronarium Koenig）是单子叶植物，为姜科姜花属多年生草本植物。姜科花卉约有50个属1500多种，代表性的品种有姜荷花、姜花、红丝姜花、红姜花、郁金、红花月桃、瓷玫瑰（火炬姜）等。不同的姜花品种其香气不同，其中，白姜花花形优美，芳香浓郁，是园林绿化和夏季切花的优良材料，也是提取芳香油的工业原料。

高等植物发育过程中花的形成是一个十分复杂的过程，在这个过程中，大量基因的协同表达受到不同启动子的调节和控制。例如菊花UEP1启动子在伞形花序和花盘小花的花瓣中特异表达，其表达量是CaMV 35S启动子的50倍（Annadana，2002，Transgenic Research，11 (4)：437-445）。将果实成熟期特异表达的E8启动子和仙女扇的LIS基因导入番茄，成熟的果实合成并释放香气明显的S-芳樟醇和8-羟基芳樟醇（Lewinsohn，2001，Plant Physiology，127(3)：1256-1265）。采用果实成熟时期的特异表达的PG启动子，将柠檬罗烯香叶醇合成酶（GES）基因转入番茄，该基因在转基因番茄果实中过量表达导致香叶醇的积累量增加，改变了番茄果实风味（Davidovich，2007，Nature Biotechnology，25(8)：899-901）。利用APETALA1(AP1)特异启动子驱动在花分生组织和第1、2轮花器官中表达细胞分裂素合成酶(isopentyl transferase, IPT)基因IPT4，研究结果表明APETALA1启动子驱动AtIPT4在转基因拟南芥中表达导致花和花器官发育异常（于明明，2009，植物学报，44 (1)：59-68）。番茄AOC启动子转化烟草发现，在花部器官可表达且表达受茉莉酸甲酯和伤处理的诱导（Irene Stenzel，2008，Phytochemistry：1859–1869）。这些特异性启动子的应用为在植物中特异性地表达外源基因奠定了基础。

香气是观赏植物的重要品质之一，与植物其他观赏性状的遗传改良相比，植物花香代谢产物的多样性及其相关酶和基因表达调控的复杂性增加了植物花香基因工程改良的难度。目前对花香基因启动子的研究较少。旱莲木HMGR基因hmg1启动子可以在转基因烟草表皮细胞中优先表达GUS报告基因（Burnett，1993，Plant Physiology，103(1)：41-48）。两种山字草属植物仙女扇和优雅春再来都存在LIS基因，但后者基本没有气味且LIS基因仅在柱头中表达（Cseke，1998，Molecular Biology and Evolution ，15（11）：1491-1498）。对二者启动子序列比较时发现，后者在推测的TATA-box 和CAAT-box上游有插入片段，而其他序列则完全一致，所以可能是由于启动子差异导致最后芳樟醇的释放量大不相同。对姜花香气研究发现，在姜花释香中起作用的主要是萜类化合物，包括沉香醇、罗勒烯、1,8-桉油醇、月桂烯、桧烯等（范燕萍等，2003，园艺学报，30 (4)：475-475），并且4种不同颜色姜花的释香成分和含量都有显著性差异（范燕萍等，2007，园艺学报，34(1)：231-234）。在不同转化体植物中，目标转基因表达水平差异大，存在限速酶基因表达与目标产物合成有时不一致等问题(孙明等,2007,安徽农业科学，35(11):3169-3171)。在萜类和苯丙素类物质及其衍生物中，除了花香物质外还有大量的生理活性物质，因此在改造相关代谢途径的过程中，还可能会发生一些意想不到的代谢紊乱，采用花朵特异表达启动子控制相关酶的表达可能会降低这一问题发生的概率(缪昊抿等,2007, 分子植物育种, 5(6)：67-74)。

通过启动子的研究应用来调控基因表达，使植物目标产物在特定部位、特定时期和一定诱导条件下表达，为今后采用该花器官特异表达和在伤害、病虫害诱导条件下改良植物的花香、花色和提高抗性有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中植物某一基因不能人为调控的缺陷，提供一种姜花萜类花香基因Hctps1启动子。

本发明的另一目的是提供上述姜花萜类花香基因Hctps1启动子的应用。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：

一种姜花萜类花香基因Hctps1启动子，其特征在于核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。