[发明专利]水稻干旱和高盐诱导型启动子PDS1的鉴定和利用

说明书

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域。涉及一种植物逆境特异诱导型启动子的分离鉴定和应用。通过分离和鉴定一个水稻干旱和高盐诱导型基因的启动子，可以将其应用于植物的基因工程中，以达到植物遗传改良特别是提高植物抗旱性和耐盐性的目的。

背景技术

随着全球环境恶化、气候异常，干旱胁迫是造成作物减产的重要原因之一，日益危害着粮食生产安全。对于中国这样一个淡水资源短缺的国家，干旱高盐对农业生产、甚至对社会生活造成了极其严重的影响。提高植物抗旱性和抗盐性一直以来部是一个长期而艰巨的任务。随着分子生物学的不断发展，转基因已经成为研究功能基因组学的有效手段，并且通过转基因途径改良植物抗逆性近年来正逐步得到可行性论证和普遍接受。已经有大量文献报道通过在植物中超量表达逆境应答相关基因能够在一定程度上提高植物的抗逆性(Saijo等，Over-expression of a single Ca²⁺-dependent protein kinase confers both cold and salt/drought tolerance on rice plants.Plant J23：319-327，2000；Zhang等，Two cysteine proteinase inhibitors from Arabidopsis thaliana，AtCYSa and AtCYSb，increasing the salt，drought，oxidation and cold tolerance.Plant Mol Biol68(1-2)：131-143，2008；Hou等，A homolog of human ski-interacting protein in rice positively regulates cell viability and stress tolerance.Proc Natl Acad Sci106(15)：6410-6415，2009；Ma等，Enhanced tolerance to chilling stress in OsMYB3R-2transgenic rice is mediated by alteration in cell cycle and ectopic expression of stress genes.Plant Physiol150(1)：244-56，2009；Asano等，Functional characterisation of OsCPK21，a calcium-dependent protein kinase that confers salt tolerance in rice.Plant Mol Biol75，179-191.2011)。但是报道中的这些超量表达通常用的都是组成型启动子，尽管组成型启动子超量表达效应高，但通常会伴随着不可避免的负面效应。尽管已经有文献报道从植物中分离出受逆境应答的启动子(Yamaguchi等，Characterization of the expression of adesiccation-responsive rd29gene of Arabidopsis thaliana and analysis of its promoter in transgenic plants.Mol Gen Genet23：331-340，1993；Kasuga等，A combination oftheArabidopsis DREB1A gene and stress-induciblerd29A promoter improved drought-and low-temperature stress tolerance in tobacco by gene transfer.Plant Cell Physiol45：346-350，2004；Xiao等，Over-expression ofa LEA gene in rice improves drought resistance under the field conditions.TheorAppl Genet115(1)：35-46，2007)，但是在重要粮食作物水稻中尚且少有很强的逆境诱导型启动子应用于植物基因工程。

本发明是鉴定一个受干旱和盐胁迫强烈诱导的水稻启动子PDS1，通过内源基因基因DS1的逆境表达谱及该基因的启动子PDS1的活性定量分析表明，可以将该启动子用于抗逆性相关基因在水稻等作物中的表达，从而有效地提高植株的抗逆境性能。

发明内容