[发明专利]一种植物茎叶冷诱导表达启动子Poscold3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茎叶冷诱导基因表达启动子及其应用，该启动子能够在植物转基因调控体系中在冷诱导条件下驱动目标基因在植株中表达。

背景技术

水稻是我国重要的粮食作物，冷害是影响水稻生产的重要限制因子之一。低温冷害对水稻产量的影响主要表现为结实率降低，花粉发育延迟，花药开裂不畅，影响受精结实，导致产量降低。水稻育种家们渴望通过育种手段，将地方资源的强耐冷性转移到栽培品种上，以提高耐冷性，降低冷害引起的水稻产量损失。但地方耐冷稻种资源往往不利性状较多，改良难度极大。因此，迫切需要发掘水稻耐冷种质资源及优异基因，从而培育出水稻耐冷新品种。

迄今，国内外的研究人员进行了坚持不懈的探索与研究，开展了抗冷胁迫新品种选育工作，取得了一定成绩。仲康等（2007）将锌指蛋白类似蛋白OsCOIN基因在水稻中过量表达使转基因水稻中脯氨酸含量升高，提高植物的耐冷性。张红生等（2009）将水稻锌指蛋白ZFP245基因在水稻中过量表达，发现超量表达ZFP245基因水稻在冷胁迫下使脯氨酸积累相关基因OsP5CS和脯氨酸转运基因OsProT基因的表达量提高，促使脯氨酸的量增加，增强植物的耐冷性。余淑美等（2010）发现MYBS3超量表达水稻能在4℃条件下处理后可以存活，且不影响其主要农艺性状。另外，对一些包括DREB/CBF、NAC等转录因子的过量表达可以提高水稻的耐冷性。

目前，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冷性的一种高效途径。

我国水稻资源丰富，从水稻种发掘、定位、克隆耐冷相关基因及其冷诱导启动子，将对水稻耐冷品种的选育具有重要的理论及实际意义，在农业领域将具有广阔的应用和市场前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种驱动外源基因在冷诱导条件下特异性表达的启动子、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茎叶冷诱导表达启动子Poscold3，所述植物茎叶冷诱导表达启动子Poscold3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）的水稻茎叶冷诱导表达启动子Poscold3，本文中称为Poscold3或启动子Poscold3。

优选地，本发明提供的植物茎叶冷诱导表达启动子Poscold3的DNA序列为SEQ ID No:1所示的序列，即Poscold3或启动子Poscold3。

另一方面，本发明提供一种植物茎叶冷诱导表达启动子Poscold3，其DNA序列与SEQ ID No:1所示的DNA序列有至少90%同源性；或者，所述植物茎叶冷诱导表达启动子Poscold3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；或者所述植物茎叶冷诱导表达启动子Poscold3具有与SEQ ID No:1所示的DNA序列杂交的产物。这些植物茎叶冷诱导表达启动子Poscold3序列与SEQ ID No:1所示的DNA序列具有相同功能，即驱动目标基因在冷诱导条件下在植物茎叶中特异性表达。

本发明所提到的冷诱导指的是对转基因植株施加一段时间的低温（例如，4摄氏度），从而通过本发明的启动子诱导特定基因表达。

另一方面，本发明还提供一种包含上述植物茎叶冷诱导表达启动子Poscold3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茎叶冷诱导表达启动子Poscold3，在所述重组表达载体中，所述植物茎叶冷诱导表达启动子Poscold3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pCAMBIA1391-Poscold3，该重组表达载体为将SEQ ID No:1所示的序列即Poscold3或启动子Poscold3构建于pCAMBIA1391中得到的重组表达载体，本文中称为pCAMBIA1391-Poscold3。更优选地，所述基因为具有耐冷性的基因。