[发明专利]一种受病原诱导的水稻启动子P71Z4及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种受病原诱导的水稻启动子P71Z4及其应用，属于植物基因工程技术领域。具体涉及到一个水稻病原诱导型启动子P71Z4的克隆、功能验证和应用分析。

背景技术

水稻在生长发育过程中，经常会受到各种病原(包括稻瘟病菌、白叶枯病菌、细菌条斑病菌以及水稻矮缩病毒等)的侵害。在与病原长期相互作用的过程中，水稻已经进化成多种复杂而有效的抗病机制来抵抗病原的侵染。抗病基因的克隆和应用为水稻病害的防治提供了一个经济有效和环境友好的方法。

目前，利用转基因技术把抗病基因转入感病水稻栽培品种是改良水稻病害抗性的重要途径。尽管大批的抗病基因被克隆以及应用，但是由于应用于转基因载体的启动子多数属于组成型启动子。这不仅造成了植物体的负担，使植物在不需要发生抗病反应时表达额外的蛋白，造成了浪费，而且严重地还造成了植物体生理和代谢的紊乱，致其产生变异或死亡，使得转基因水稻一生中需要消耗掉大量的能量。这是利用转基因技术防治水稻病害的最明显的一个缺陷。为了解决这个问题，申请者试图利用受病原菌诱导启动子调控目标抗病基因的表达。

启动子是位于结构基因上游能与RNA聚合酶结合并形成转录起始复合体，且对基因的表达起调控作用的一段DNA序列。一个典型的启动子包括CAAT-box和TATA-box等核心作用元件。TATA框，又称Hogness框，其一致序列为：TATAAAA或TATATAT，而在它的两侧由富含G和C碱基对的序列组成，一般都位于-35bp附近。TATA框决定了转录起始点的选择，它是RNA聚合酶和DNA链结合的部位。CAAT框，其一致序列为GGC(T)CAATCT。一般位于-75bp附近，该框的碱基一旦缺失或突变，将会造成转录效率的急剧降低，CAAT框可能控制着转录起始的频率。增强子(enhancer)，又称为远上游序列，一般都在-100bp以上，它对依赖和不依赖TATA框的转录均有增强转录的作用。另外，不同的启动子上还有其他不同的顺式(cis)调控元件，它们是反式(trans)调控因子或转录调控蛋白的结合位点。不同的反式调控因子/转录调控蛋白特异性的与顺式调控元件结合，对基因的表达时间，空间或表达量进行特异性的调控。按照功能及作用方式可大致分为组成型表达启动子、组织特异性表达启动子和诱导型表达启动子三大类。正如前文所述，组成型表达启动子在转基因作物中驱使目的基因持续大量表达，浪费作物能量并带来损失，而组织特异性启动子使目的基因在某一组织中特定地表达，可以较好地解决这一方面的问题。目前，诱导型启动子是公认的有较好应用前景的启动子。诱导型的启动子对外界的某些物质，如病原物，化学物质或逆境作出反应，启动植物体内相应的基因表达。因此，利用水稻来源的病原物诱导表达的启动子驱动抗性基因的表达，是改良水稻抗性的最佳选择之一。

发明内容

技术问题

本发明的目的是针对现有技术的上述不足，提供一个来自于水稻响应病原菌侵染的启动子P71Z4。

本发明的另一目的是提供病原菌诱导型启动子的克隆和功能鉴定的方法。

本发明的又一目的是提供病原菌诱导型启动子的应用。

本发明的目的是从水稻中克隆受稻瘟病菌诱导的启动子P71Z4，并利用转基因技术进行功能验证，同时分析该基因在水稻中的组织表达模式，为利用抗性基因改良水稻病害抗性提供了技术资源。

技术方案

本发明涉及一种受病原诱导的水稻启动子P71Z4，其特征在于：该启动子来自于粳稻品种日本晴基因组中CYP71Z4基因(NCBI登录号：Os10g0439800)转录调控区，是一段位于转录起始位点上游1948bp的DNA，序列如SEQ ID NO.1显示。

该基因启动子P71Z4克隆引物如下：上游引物是GgaattcTGGAGTCAGGATGCTTTTG,加EcoR I酶切位点；下游引物是GAagatctGACACAATATGGGAGGAGC，加BglII酶切位点，扩增CYP71Z4编码区5’端上游1948bp DNA序列片段。

所述受病原诱导的水稻启动子P71Z4的应用，是指水稻启动子P71Z4通过响应稻瘟病菌侵染，从而调控目标基因表达在植物抗性育种中的应用。是指在利用转基因技术增强植物病害抗性时，水稻启动子P71Z4降低过度的抗病反应对植物自身的伤害。

有益效果

本研究所提供的水稻病原诱导启动子P71Z4的克隆及其应用，具有如下优点：