[发明专利]厚藤高盐、脱水诱导型启动子IpDHN-PRO及其应用

说明书

本发明涉及一种厚藤脱水素蛋白Dehydrin基因的启动子(简写为IpDHN‑PRO)，其具有SEQ ID No.1所示的核苷酸序列。本发明提供通过检测GUS的表达结果证明，该多核苷酸具有启动子的活性，并受高盐和干旱胁迫诱导活性增强，由此显示了该厚藤脱水素蛋白Dehydrin基因在厚藤中响应高盐/脱水逆境的作用。本发明为进一步研究和应用于调控厚藤相关耐盐基因的表达，提高和改良厚藤及其他植物的耐盐性，以植物作为生物反应器表达盐/旱胁迫相关的目标蛋白提供了理论基础。

技术领域

本发明属于植物基因工程领域，具体涉及一个厚藤高盐、脱水和ABA诱导型启动子及其应用。

背景技术

高盐和干旱是植物生长过程中最常见的逆境胁迫，通常会引起植物失水，造成细胞内水平衡失衡，进而影响植物的生长和发育。对于农作物而言，由于高盐和干旱引起的农作物生长不良，进而造成农作物减产和品质下降是农业生产过程中的常见问题。因此，培育和推广高盐/干旱逆境的抗逆品种是保证作物稳产高产的有效途径。利用植物自身的抗逆基因，通过常规杂交育种和分子标记辅助育种方法可以培育抗逆新品种，然而，传统的育种方法通常会具有一定的局限性，而以转基因技术为基础的遗传改良技术则可以通过直接引入外源功能基因，并突破物种局限性，为作物抗逆育种开辟一条新的途径。

目前，植物转基因技术主要通过有针对性的引入外源基因，改良植物的某种特性，以其获得能够更好满足人类需求的遗传改良植物。常用的转基因技术中，需引入植物的特定功能基因的表达通常都是在组成型启动子驱动下产生的。这种基因的组成型表达对植物的生长造成了一定的影响。为了克服转基因植物出现的生长延滞现象，人们开始利用诱导型启动子或组织特异型启动子来代替组成型启动子。启动子(promoter)是位于结构基因5'-端上游的一段非编码DNA序列，能够被RNA聚合酶识别、结合，并准确控制转录(基因表达)的起始时间和表达强度，是基因转录调控的中心。基因的表达与启动子的结构密切相关，基因启动子中顺式作用元件的种类决定基因表达特征。当启动子中含有某种特殊的顺式作用元件时，该基因的表达可能受与之相关的因素的影响。启动子根据其功能和作用方式大致分为组成型启动子、组织特异型启动子和诱导型启动子三种类型。组成型启动子调控基因表达不受外界环境条件影响，几乎在所有植物的不同组织中都能高表达，典型的有花椰菜花叶病毒CaMV(cauliflower mosaic virus)35S启动子、玉米泛素Ubiquitin启动子和水稻肌动蛋白Actin启动子。该类启动子活性高，但是由于其导致外源基因在转基因植物整个生长时期的所有部位均长期超量表达，影响了植物的生长发育和正常生理代谢，有些可能会产生毒害作用，不利于品质和产量提高，甚至会导致植物死亡。目前，针对组织特异型启动子和诱导型启动子的开发研究还在不断进行之中。

厚藤(Ipomoea pes-caprae L.)，是旋花科番薯属多年生匍匐蔓生草本植物，在全世界热带亚热带的滨海沙滩或岛屿地区均有广泛分布。厚藤抗逆性极强，而耐盐和抗旱性尤为显著。由此可见，厚藤可作为一种研究植物抗逆分子机理、发掘抗逆遗传资源的研究对象进行深入研究。

脱水素(dehydrin)属于晚期胚胎发生丰富蛋白II家族蛋白(Late EmbryogensisAbundant proteins II,LEA-Ⅱ家族)，能够在植物胚胎发育后期以及脱水逆境胁迫下大量表达，广泛存在于植物界。植物脱水素具有广泛的生物学功能，很多植物的脱水素基因的表达都受到高盐/干旱等失水胁迫的影响，并通过提高脱水素基因的表达来提高植物对高盐/干旱胁迫的抗逆性。这种受逆境胁迫而提高基因表达量的现象称之为基因的诱导表达，由基因的启动子特征决定，在本发明中，我们所制备和公布的厚藤的脱水素IpDHN基因启动子是一种高盐、干旱诱导型启动子，在针对高盐、干旱相关的逆境胁迫的遗传改良中具有重要的应用潜力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有植物高盐、脱水胁迫诱导型的启动子。