[发明专利]一种调控基因在非分泌型腺毛中表达的启动子及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及植物生物技术领域，具体涉及一种在植物非分泌型腺毛中特异表达的萜类合成酶基因启动子(proTPS7)及其在转基因植物中的应用。

背景技术

青蒿(ArtemisiaannuaL.)是菊科蒿属一年生草本植物，植株有浓烈的挥发性香气，从青蒿腺毛中提取的青蒿精油含有大量具有药理学或者生物灭杀活性的萜类化合物和黄酮类化合物。青蒿的叶片表面有两种腺毛：分泌型腺毛(glandularsecretorytrichome，GST)和非分泌型腺毛(Tshapetrichome，TST)，两种腺毛对于植物的生长、发育、防御和花粉传播等都起到至关重要的作用。青蒿素(Artemisinin)是从其地上部分分离出的一种含有过氧桥结构的倍半萜内酯化合物，是目前抗疟药中效果最好、毒性最低的药物。青蒿素联合疗法(Artemisinin-basedcombinationtherapies，ACTs)已成为世界卫生组织推荐的治疗。目前青蒿素的主要来源是从青蒿的地上部分提取，然而，青蒿中青蒿素的含量非常低(0.01％-1％)，这使得这种药物的大规模商业化生产受到了极大限制。

启动子是位于结构基因5'端上游的特定核酸序列，能够调控下游基因的表达，启动子就像一个“开关”，通过顺式作用元件和反式作用因子的相互作用来发挥其特定的功能。启动子一共分三种：组成型启动子、特异型启动子、诱导型启动子。在目前青蒿的基因工程研究中，多采用组成型启动子，例如花椰菜花叶病毒35S启动子(CaMV35S)，这种启动子能够驱动外源基因在所有的组织和器官中表达，会过度消耗细胞内的物质和能量，并且不能在时间和空间上调控目的基因的表达，极可能会对植物的正常生长造成一定的负担和危害。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种在植物的组织器官中特异性表达的启动子来代替组成型启动子，从而更好的对植物基因的表达进行调控。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种在植物的组织器官中特异性表达的启动子，从而在时间和空间上调控目的基因的表达，从而用以深入研究非分泌型腺毛的发生和发育以及其中的次级代谢产物的代谢调控。

本发明的一方面提供了一种调控基因在非分泌型腺毛中表达的启动子，该启动子的核苷酸序列如SEQIDNo：1所示。该启动子为既是诱导型启动子，又是特异型启动子。该启动子为萜类合成酶基因启动子。

进一步地，该启动子上的顺式作用元件包括：CGTCA-motif、HSE、MBS、MRE、TC-richrepeats、WUN-motif。

本发明的另一方面提供了一种制备上述调控基因在非分泌型腺毛中表达的启动子的方法，包括以下步骤：

步骤一、从青蒿基因组中克隆该启动子的基因组序列；其中，青蒿基因组从培养的青蒿无菌苗中获得；

步骤二、分析该启动子上的顺式作用元件，确定该启动子类型；

步骤三、将步骤一中获得的该启动子的序列与载体连接；

步骤四、将步骤三中获得的载体转化根癌农杆菌；

步骤五、将步骤四中获得的带有上述载体的根癌农杆菌稳定转化植物；该植株为青蒿；

步骤六、检测上述启动子的转入，并确定上述启动子所引导的基因在植株中的表达部位；检测启动子转入的方法为PCR检测，启动子引导的基因为GUS报告基因。

进一步地，上述制备方法中，步骤一包括以基因组DNA为模板，采用两轮巢式PCR方法扩增所述启动子序列；其中，巢式PCR的引物为：

进一步地，上述制备方法中，步骤三中的载体为pCAMBIA1391z，利用引物对1391z-proTPS7-F和1391z-proTPS7-R，通过PCR在获得的启动子序列中引入酶切位点PstI和NcoI，从而连接到载体pCAMBIA1391z上，其中引物序列如下所示：1391z-proTPS7-F：5’-AACTGCAGAAGAGAAAGCTACATACAATGGGAA-3’；1391z-proTPS7-R：5’-CATGCCATGGGGAGAAAGATCGGTTATGC-3’。

进一步地，上述制备方法中，步骤五包括：1)外植体的预培养；2)农杆菌与外植体的共培养；3)抗性再生植株的筛选。

本发明还提供了一种载体，该载体连接有上述调控基因在非分泌型腺毛中表达的启动子。

本发明还提供了一种表达盒，该表达盒包括上述调控基因在非分泌型腺毛中表达的启动子。