[发明专利]疣粒野生稻抗白叶枯病相关基因Me094启动子

说明书

技术领域

本发明涉及一种由疣粒野生稻中克隆的抗白叶枯病相关基因Me094启动子，属于分子生物学技术领域。

背景技术

基因的表达和调控是植物基因工程研究的重要内容之一，启动子作为一种重要的调控元件，调控着外源基因在转基因植物的特定组织、特定发育阶段和一定环境条件下的表达。利用基因工程技术将相关抗性基因导入植物，从而使植物抵御各种生物或非生物胁迫，是实现植物抗逆性改良的较好途径，而启动子的配置和外源基因的按需表达则显得非常重要。目前在植物转基因研究中最广泛采用的启动子有来源于花椰菜花叶病毒(CaMV)的35S启动子(Odell JT,et al,Identification of DNA sequences required for activity of the cauliflower mosaic virus 35S promoter[J].Nature,313(6005):810-812,1985)，玉米泛素基因(Ubi1)启动子(Christensen AH et al,Maize polyubiquitin gene structure thermal perturbation of expression and transcript splicing,and promoter activity following transfer to protoplasts by electroporation[J].Plant Mol Biol,18(4):675-689,1992)等，它们都属于组成型启动子，即在这类启动子控制下，外源基因在转基因植株的各个组织、各个发育阶段都会持续表达。这不仅造成了能量的浪费，而且对植物的生长发育也有不利的影响。

寻找专一性启动子，使外源基因特异地表达是植物基因工程的关键环节。组织特异性启动子作为一类专一性启动子，能调控外源基因在植物发育过程中某一特定时空表达，它不仅能使目的基因的表达产物在一定空间积累，增加区域表达量，而且也避免了植物能量的不必要浪费(杨予涛等,一个光合组织特异表达强启动子的分离及功能分析[J].中国科学C辑,33(4):298-306,2003)。

叶片是水稻的主要营养器官，同时也是白叶枯病的主要发生器官。因此，在水稻白叶枯病抗性改良中，使抗病基因在叶片中特异表达，不仅避免了基因产物的浪费，同时还能提高水稻植株的抗性，进而提高水稻产量和品质。而找到能调控抗病基因在水稻叶片特异性表达的启动子，则是解决这一问题的关键。

我们在疣粒野生稻受白叶枯病菌诱导的抑制差减文库(SSH)中，克隆了一个抗白叶枯病相关基因Me094，该基因编码金属硫蛋白。金属硫蛋白是一种小分子量，富含半胱氨酸的重金属结合蛋白，参与植物中的金属代谢和过多的重金属的解毒，此外也参与植物的胁迫保护反应(Robinson NJ et al,Plant metallothionein[J].Biochem,295:1-10,1993；Carginale V,et al,Cadmium-induced differential accumulation of metallothionein isofonns in the Antarctic icefish which exhibits no basal protein but high endogenous mRNA levels[J].Biochem.J,332:475-81,1998)。通过研究发现，Me094在转基因水稻中的表达能提高水稻的抗白叶枯病能力，用RNAi干扰技术干扰Me094基因的表达后，转基因水稻的抗病能力明显减弱。这些结果表明Me094参与了疣粒野生稻抗白叶枯病过程。本发明所述的启动子即是疣粒野生稻抗白叶枯病相关基因Me094启动子，它是一个叶片特异表达的启动子。目前，已成功克隆了多个叶片特异表达启动子，如Rbcs(1,5-二磷酸核酮糖羧化加氧酶小亚基基因)启动子，Cab(捕光叶绿素a/b结合蛋白基因)启动子等，这些启动子的利用不同程度地提高了目的基因在叶片的特异表达。