[发明专利]一种逆境诱导型启动子、逆境诱导型启动子植物表达载体及诱导目标基因表达方法

说明书

本发明涉及一种逆境诱导型启动子序列，包含SEQ ID NO:1的1388bp的DNA核苷酸序列，属于植物基因工程技术领域。本发明还提供了一种逆境诱导型启动子植物表达载体及使植物在低温、干旱和盐诱导下表达目标基因的方法，可将目标基因替换GUS基因插入到含有本发明启动子的植物表达载体中，将该重组载体导入目标植物；SEQ ID NO:2和SEQ ID NO:3为PCR引物，分别包含EcoRⅠ和HindⅢ酶切位点，所述引物适用于扩增含SEQ ID NO:1的DNA序列；本发明可用于启动冷、干旱和盐胁迫下外源基因的高效表达，适用于植物遗传育种改良研究。

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，具体涉及一种逆境诱导型启动子、逆境诱导型启动子表达载体及诱导目标基因表达方法。

背景技术

低温冷害、干旱和土壤盐渍化是限制农业生产、威胁粮食安全的重要灾害，尤其是春秋季节的寒潮和作物生长关键期的干旱能够导致农作物的大面积受损，造成严重的减产。因此，除了加强对低温、干旱和盐害的防御技术研究之外，通过植物基因工程技术手段，使抗逆基因在作物中进行表达，以提高作物对逆境胁迫的抗性，减少低温、干旱和高盐对作物造成的严重伤害，已成为农作物育种的一个重要手段。

目前植物中的基因表达调控主要包含DNA水平调控、转录水平调控、转录后水平调控、翻译水平调控以及翻译后水平调控。启动子是位于转录起始位点前的一段DNA序列，能够活化RNA聚合酶，使其与模板DNA准确结合，从而起始相关基因转录，并且启动子上有许多顺式作用元件，通过与反式作用因子相互作用，可以调控下游靶基因的表达，是转录水平调控中的关键步骤。

研究发现植物启动子主要有组成型启动子、组织特异型启动子和诱导型启动子。其中组成型启动子在植物的整个发育阶段均能稳定启动基因表达，不受外界环境诱导而发生剧烈变化；组织特异型启动子能够在特定的时期、特定的组织中启动基因的表达；诱导型启动子则能够根据不同的环境胁迫或激素刺激等诱导基因的表达，进而增强植物对不利环境条件的防御能力，保护植株的正常生理代谢和生长发育。目前在植物转基因研究中最常使用的是组成型启动子，常见的有花椰菜花叶病毒CaMV 35S启动子、水稻肌动蛋白Actin启动子和玉米泛素Ubiquitin启动子，其中CaMV 35S启动子主要应用于双子叶植物的转基因研究中，Actin和Ubiquitin启动子多用于单子叶植物中，尤其是在水稻和玉米转基因研究中Ubiquitin启动子被广泛用于驱动外源基因表达。虽然组成型启动子在启动外源基因表达时具有稳定、高效和广谱等优点，但是由于在植物整个生长发育过程中高效、持续表达目标基因，容易造成蛋白的过量表达，不仅造成了能量上的浪费，同时也容易影响植物自身的生理平衡，进而可能影响到产量。因此，越来越多的研究者将研究重点转向了在特定条件下诱导表达的诱导型启动子和在特定部位、特定时期表达的组织特异型启动子，以缓解由异源蛋白的过量表达而对植物生长造成的伤害。