[发明专利]一种干旱诱导型启动子及其应用

说明书

技术领域

本发明属于基因工程领域，具体涉及DNA重组技术中一种调节基因表达的非编码核酸。

背景技术

在植物基因工程研究中，使外源目的基因在受体中表达，以提高作物对干旱、低温、盐碱以及病虫害等逆境胁迫的抗性，或提高作物品质及改良作物农艺性状等，已成为目前作物育种的一种重要手段。真核生物的基因表达调控包括转录前调控、转录调控、转录后调控、翻译调控和翻译后调控。其中, 转录水平的调控受顺式作用元件和转录因子协调作用，是表达调控的关键环节。因此，有关启动子的分离和研究成为国内外研究的热点之一。

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。因此，如何控制外源基因定时定量地高效表达，是基因工程技术在作物遗传改良方面有效应用的关键所在。除了寻找有效的目的基因之外，发现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。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。组成型启动子调控的基因表达不受外界环境条件的影响，几乎在所有植物不同组织中都能表达。典型的是花椰菜花叶病毒(cauli-flower mosaic virus, CaMV) 35S 启动子，被广泛应用于双子叶植物转基因工程(Benfey等，1990，Science 250， 959-966) 。其它单子叶有玉米泛素Ubiquitin 启动子(Streatfield 等，2004，Transgenic Res 13，299-312)和水稻肌动蛋白(Actin)启动子。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。Kasuga 等利用诱导型rd29A 启动子代替CaMV35S 启动子转化拟南芥， 提高了转基因拟南芥的抗旱性，同时减少了组成型过表达造成的植株生长停滞或矮化现象的发生(Kasuga，2004，Plant and Cell Physiology 45, 346-350)。因此，为了更好地调控植物基因的表达，组织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。