[发明专利]一种植物热诱导表达启动子Posheat1及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术和植物基因工程技术领域。具体而言，本发明涉及一种植物热诱导基因表达启动子及其应用，该启动子能够在水稻转基因调控体系中在热诱导下驱动目标基因在植株中表达。

背景技术

植物在生长发育过程中往往会受到各种非生物因子的胁迫，包括干旱、渍水、盐碱化、温度的变化等。随着人类工业化进程的迅猛发展，自然环境的破坏以及CO₂、甲烷等温室气体的大量排放，温室效应日趋恶化，高温已经成为影响植物生长发育的最重要的因素之一。据国际水稻所研究，高温环境可以直接导致水稻产量明显损失，由此可见，高温对植物生长发育的危害呈加重趋势。

水稻是我国主要粮食作物，在保障国家粮食安全过程中占有举足轻重的地位，而高温对水稻整个生长发育过程都会产生影响。Prasad等认为高温胁迫导致花药不开裂或开裂受阻，花粉活力降低。李成得等、曹云英等研究认为，当日平均温度高于32℃，日最高温度高于35℃时，花粉活力、花药开裂、花粉萌发和花粉管伸长等都受影响，导致受精结实率下降。尽管前人对高温造成结实率降低的原因及生理机制有一些研究，但目前研究大多仅限于某一方面，而利用转基因工程技术改良或选育耐热性水稻品种的研究报道不多。

随着分子生物学、生物信息学的飞速发展和转基因技术的日趋成熟，通过现代基因工程技术进行分子育种已成为改良水稻耐热性的一种高效途径。因此，为应对高温热害这一挑战，必须不断挖掘和利用新的耐热水稻品种资源，加强水稻耐热的生理机制和遗传基础研究，以培育出耐高温热害能力突出的水稻新品种。

发明内容

本发明的目的是提供一种驱动外源基因在热诱导条件下表达的启动子、获得含有该启动子序列的转化子以及该启动子的应用。其中，本文中所涉及的“植物”是指单子叶植物，例如水稻、小麦、玉米、大麦、高粱或燕麦，优选为水稻。

为了实现上述目的，一方面，本发明提供一种植物热诱导表达启动子，所述植物热诱导表达启动子包含序列表中SEQ ID No:1所示的DNA序列。序列表中SEQ ID No:1所示的DNA序列为来源于日本晴水稻（Oryza sativa L cv.Nipponbare）的水稻热诱导表达启动子，本文中称为Posheat1或启动子Posheat1。

优选地，本发明提供的植物热诱导表达启动子的DNA序列为SEQ ID No:1所示的序列，即Posheat1或启动子Posheat1。

另一方面，本发明提供一种植物热诱导表达启动子Posheat1，其DNA序列与SEQ ID No:1所示的DNA序列具有至少80%同源性；或者，所述植物热诱导表达启动子Posheat1为在SEQ ID No:1所示的DNA序列中添加、取代、插入或缺失一个或一个以上核苷酸生成的突变体或等位基因或衍生物；或者所述植物热诱导表达启动子Posheat1具有与SEQ ID No:1所示的DNA序列杂交的产物。这些植物热诱导表达启动子序列与SEQ ID No:1所示的DNA序列具有相同功能，即驱动目标基因在热诱导条件下在植物中表达。

另一方面，本发明还提供一种包含上述植物热诱导表达启动子Posheat1的表达盒。

又一方面，本发明还提供一种重组表达载体，所述重组表达载体包含上述的植物热诱导表达启动子Posheat1，在所述重组表达载体中，所述植物热诱导表达启动子Posheat1连接于待表达的基因序列的上游；优选地，所述待表达的基因为Gus基因，所述重组表达载体为pCAMBIA1381-Posheat1，该重组表达载体为将SEQ ID No:1所示的序列即Posheat1或启动子Posheat1构建于pCAMBIA1381中得到的重组表达载体，本文中称为pCAMBIA1381-Posheat1。

另一方面，本发明还提供一种宿主菌，所述宿主菌包含本发明提供的上述植物热诱导表达启动子Posheat1、上述表达盒、或上述重组表达载体；优选地，所述宿主菌为根癌农杆菌。

另一方面，本发明提供一种转化子，所述转化子包含本发明提供的上述植物热诱导表达启动子Posheat1、上述表达盒、上述重组表达载体、或上述宿主菌。其中，所述转化子优选为转基因细胞系、愈伤组织或植株。

再一方面，本发明提供上述植物热诱导表达启动子在培育转基因植物中的应用。所述应用包括将本发明提供的上述植物热诱导表达启动子连接于植物表达载体的待表达的基因序列上游（例如，将所述启动子序列置于目标基因之前），从而构建重组表达载体，将所述重组表达载体转化到植物细胞、组织或器官中进行培育。