[发明专利]一种启动子及其应用

说明书

技术领域

本发明属于基因工程领域，具体涉及一种启动子及其应用，即一种植物启动子，在损伤胁迫下能够启动调控基因的表达。 

背景技术

在基因工程研究中，使外源目的基因在受体生物中表达，以提高作物对干旱、盐、碱以及病虫害等环境胁迫的抗性，或提高作物品质及改良作物农艺性状等，已成为目前作物品种改良的一种重要手段。近年来，有关启动子的分离和研究成为国内外研究的热点之一。基因工程的发展为作物抗病虫害研究以及植物生物反应器的研究作出了巨大的贡献。但是，如何控制外源基因定时定量地高效表达，是限制基因工程技术在作物遗传改良方面有效应用的重要因素。除了寻找有效的目的基因之外，寻找有效控制外源基因表达的启动子成为基因工程改良中需要解决的重要问题。使用组成型启动子驱使外源基因表达，不仅造成资源浪费， 还直接影响植株的生长发育及正常的生理代谢，而使用诱导型启动子，不仅不会造成各种资源的浪费，又能增强植物体对外界的抗性，减少对植物生长发育及其他代谢途径的影响 (朱丽萍等, 2010, 遗传 32, 229-234)。因此，研究和利用诱导型启动子，对于研究植物响应各种胁迫的生理机理以及研究农作物的抗逆基因工程都有重要的意义，在基础研究和植物生物技术方面也有着广阔的应用前景。

启动子根据其功能和作用方式大致分为组成型启动子、组织特异性启动子和诱导型启动子三种。组成型启动子在所有器官和组织中都能启动基因的持续表达，不具备时空特异性。目前植物中应用最广泛的是来自花椰菜花叶病毒(CaMV)35S 启动子，最新发现的一个组成型启动子是来自冰叶日中花的多聚泛素McUBI1 基因启动子，其在瞬时表达分析中比35S 启动子还要稳定。其它的还有玉米泛素Ubiquitin启动子 (Streatfield等, 2004, Transgenic Res 13, 299-312)、水稻RuBQ2 启动子 (Wang等, 2003, Plant Cell Rep 22, 129-134)、水稻SUIⅠ启动子(魏晶等, 2012,华中农业大学学报31, 139-146)等。该类启动子活性较高，但由于其导致外源基因在转基因植物整个生长时期的不同部位表达，影响植物的生长发育和正常生理代谢，有些产物可能造成毒害作用，不利于品质和产量的提高，甚至会导致植物的死亡。因此，为了更好地调控植物基因的表达，特异型启动子和诱导型启动子的研究和应用越来越受到人们重视。 

组织特异型启动子是指基因只在某些特定的器官或组织中表达，往往具有发育调节的特征，启动区内含有种类、数量不同的顺式作用元件。目前对特异型启动子的分离和研究很广泛，如烟草根特异性TobRB7 启动子(曲波等, 2008, 吉林农业科技学院学报17, 9-15)、烟草花药特异性TA29 启动子(黄海泉等, 2012, 江苏农业科学40, 26-28)、烟草叶片特异性rbcS 启动子(孙家利等, 2010, 中国烟草学报16, 80-85)、玉米叶片特异性 PPCA1 启动子(Gowik等, 2004, Plant Cell 16, 1077-1090)、草莓果实特异性GalUR 启动子(Agius等, 2005, J Exp Bot 56, 37-46)等。该类启动子的深入研究有助于阐明植物生长发育和生理代谢的基础理论，而且具有广泛的应用价值。