[发明专利]一种岷江百合诱导型启动子PD1及其应用

说明书

本发明公开了一种岷江百合诱导型启动子PD1及其应用，其中诱导型启动子PD1的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示，本发明通过分子生物学和基因工程相关技术研究证实岷江百合启动子PD1响应几种植物激素、生物和非生物胁迫；将本发明岷江百合启动子PD1与β‑葡萄糖苷酸酶基因构建的融合基因表达框转入烟草中表达，通过荧光法定量检测转基因烟草的葡萄糖苷酸酶活性，结果表明转基因烟草在脱落酸、水杨酸、茉莉酸甲酯、赤霉素、乙烯利、茄腐镰刀菌、伤胁迫和氯化钠处理后葡萄糖苷酸酶活性明显增强；本发明诱导型启动子PD1在抗生物或非生物胁迫的基因工程中具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及分子生物学以及基因工程相关研究领域，具体涉及一种诱导型启动子PD1及其应用。

背景技术

启动子是提供RNA聚合酶识别和结合的一段DNA序列和相关的调控元件，通常位于基因的上游，激发或抑制基因的转录。启动子组成包括核心启动子与上游启动子元件。核心启动子由转录起始位点、TATA框和5'非翻译区序列组成。上游启动子元件包括CAAT框、GC框和一些组成型及特异型元件，这些元件结合相应的蛋白因子能够提高转录效率。启动子按功能及作用方式可分为三类：组成型启动子(基因的表达不受时空限制和外源因素的控制)、诱导型启动子(基因的表达受外源物理、化学因素的诱导，没有诱导物存在，基因表达水平很低甚至没有)和组织特异性启动子(基因的表达分布在植物的某个组织或器官中)。其中诱导型启动子能够在特定的环境条件诱导下激活下游基因的转录，从而影响植株的一些生理功能，以应对恶劣环境带来的伤害。

植物基因工程是将外源基因导入受体细胞，使其与受体染色体整合，改变受体植物遗传特性的一种方法。它不但可以克服物种间的生殖隔离，还可以大大加快植物育种进程。基因工程中，外源基因的表达必须有启动子的驱动。在转基因植物中，组成型启动子持续过量表达外源基因会阻碍植物的生长并且降低其产量。而诱导型启动子，可使外源基因只在特殊的组织部位或诱导的情况下表达，因而不会因外源蛋白的持续表达影响植物正常生长，有很好的应用价值。诱导型启动子是在植物适应环境和长期进化过程中形成的，能够响应特殊的生物、物理、化学信号，进而提高特定基因转录水平，来适应一定范围内环境变化的一类启动子。在没有诱导因子存在的条件下，它控制的编码基因不表达或本底表达。一旦环境中出现诱导因子，编码基因表达迅速增加，在去除诱导因子后又会停止对基因的调控。在基因工程中，转入植物的外源基因如不加以控制，会在植物体内大量表达，导致蛋白大量积累且浪费能量。在载体上加入诱导型启动子可以在外界刺激时调控目的基因的表达，很好地解决了外源基因无限制表达的问题。并且诱导型启动子驱动外源基因的表达受特定的物理或化学信号控制，该特点使外源基因的表达可以得到更为精细的控制。因此针对诱导型启动子的研究一直是植物分子生物学和基因工程研究的热点之一（文添龙，刘雪梅,冀亚萍,俞嘉宁. 高等植物胁迫诱导型启动子的研究进展. 西北植物学报, 2014, 34(01): 206-214）。