一種植物光周期相關啟動子及其應用制造技術

本發明專利技術公開了一種植物光周期相關啟動子及其應用。該啟動子，為核苷酸序列如下述１）、２）、３）或４）所示的ＤＮＡ分子：１）序列表中序列１中自５′末端第１－９２０位核苷酸所示的ＤＮＡ分子；２）核苷酸序列為序列表中序列１中任意一段包含如下序列的ＤＮＡ分子：序列表中序列１中自５′末端第７７６－９２０位核苷酸。本發明專利技術的啟動子可以調節植物的光周期；可以控制基因不在大豆種皮和成熟種子中表達；可以控制基因在維管束組織中表達．將本發明專利技術啟動子用于遺傳育種，可以有效的改善植物的光周期，提高其適應性，使植物在更廣泛的環境下生長；尤其對農作物而言，可以在更廣范的環境和條件下種植農作物，改良作物品種，進而提高作物產量。因此，本發明專利技術啟動子在遺傳育種中將會有廣闊的應用前景。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種植物光周期相關啟動子及其應用。
技術介紹
大豆是光周期反應敏感的短日照植物，其開花時間是重要的農業數量遺傳性狀，在光周期反應的早期研究中被作為重要的模式植物。大多數大豆植物的生長發育對光周期 效應是敏感的，短日照促進開花，反之長日照則推遲抑制花芽生長。這一特性嚴重阻礙大豆 品種的適應性，是制約大豆單產提高和穩產的關鍵因素。大豆品種的適應范圍較窄，因此需 要眾多光周期反應各不相同的品種類型，分別適應各種不同的生態條件。為了降低大豆品 種的光敏感性，擴大大豆品種的種植區域，緩解育種壓力，需要從分子水平控制大豆開花與 結實的光周期現象，因此，大豆光周期途徑相關基因的研究顯得尤為重要。轉錄因子調節蛋白RAV首先在擬南芥中被克隆出來，含有AP2/ERF和B3兩種DNA 結合結構域。RAV基因參與了植物的光周期、赤霉素途徑等多種植物開花時間的信號途徑。 在辣椒中的研究還表明，RAV蛋白作為轉錄激活物定位在細胞核中。辣椒RAV被病原、植物 激素、非生物以及環境壓力所誘導，RAV參與病原感染防衛反應，誘導防衛基因的表達。植物的生長發育、遺傳和對環境的反應都是由不同的基因在特定的時間和空間上 協調表達的結果。而基因按一定時間空間表達調控與基因的啟動子功能密切相關。植物 基因啟動子是基因調控的重要順式作用元件，它位于結構基因5'端上游區的DNA序列， 能指導全酶與模板的正確結合，活化RNA聚合酶，并決定轉錄起始的特異性、轉錄的方向和 效率以及結合RNA聚合酶的類型。根據啟動子的轉錄模式，植物基因的啟動子可分為以 下3類組成型啟動子(constitutive promoter)、組織特異型啟動子(tissue-specific promoter)禾口誘導型啟動子(indueiblepromoter)。
技術實現思路
本專利技術的一個目的是提供一種與植物光周期相關的啟動子。本專利技術所提供的啟動子，為核苷酸序列如下述1)、2)、3)或4)所示的DNA分子1)序列表中序列1自5末端起第49-920位核苷酸；2)序列表中序列1自5'末 端起第184-920位核苷酸；3)序列表中序列1自5'末端起第233-920位核苷酸；4)序列 表中序列1自5'末端起第583-920位核苷酸；5)序列表中序列1自5'末端起第694-920 位核苷酸；6)序列表中序列1自5'末端起第776-920位核苷酸；7)序列表中序列1中自 5'末端起第1-920位核苷酸所示的DNA分子；8)核苷酸序列為序列表中序列1中任意一 段包含如下序列的DNA分子序列表中序列1中自5'末端起第776-920位核苷酸；9)在嚴 格條件下與1)_8)限定的DNA序列雜交且與植物光周期相關的DNA分子；10)與1)_8)限 定的DNA序列具有90%以上的同源性且與植物光周期相關的DNA分子。所述嚴格條件可為在0. IX SSPE (或0. 1XSSC)，0. 1% SDS的溶液中，在65°C下雜 交，并用該溶液洗膜。該啟動子名稱為GmRAV啟動子，來源于大豆。擴增上述啟動子全長或其任意片段的引物對也屬于本專利技術的保護范圍。所述引物對具體可為下述任一所述的引物對1) 一條引物序列如序列表中序列2所示，另一條引物序列如序列表中序列8所 示；擴增序列表中序列1自5'末端起第49-920位核苷酸。2) —條引物序列如序列表中 序列3所示，另一條引物序列如序列表中序列8所示；擴增序列表中序列1自5'末端起第 184-920位核苷酸。3) —條引物序列如序列表中序列4所示，另一條引物序列如序列表中 序列8所示；擴增序列表中序列1自5'末端起第233-920位核苷酸。4) 一條引物序列如 序列表中序列5所示，另一條引物序列如序列表中序列8所示；擴增序列表中序列1自5' 末端起第583-920位核苷酸。5) —條引物序列如序列表中序列6所示，另一條引物序列如 序列表中序列8所示；擴增序列表中序列1自5'末端起第694-920位核苷酸。6) —條引 物序列如序列表中序列7所示，另一條引物序列如序列表中序列8所示；擴增序列表中序列 1自5'末端起第776-920位核苷酸。7) —條引物序列如序列表中序列9所示，另一條引物 序列如序列表中序列10所示。擴增序列表中序列1自5'末端起第1-920位核苷酸。含有上述任一所述啟動子的重組載體、重組菌、轉基因細胞系或表達盒也屬于本 專利技術的保護范圍。 上述任一所述啟動子在調節植物光周期中的應用也屬于本專利技術的保護范圍。在實 際應用中，通過植物表達載體，將本專利技術啟動子轉入植物中，進而改善植物的光周期功能。上述任一所述啟動子在培育耐逆性植物中的應用也屬于本專利技術的保護范圍。所述 耐逆性為耐干旱和/或耐鹽。上述任一所述應用中，所述植物可為任何一種植物，具體可為煙草、擬南芥或大豆。表明該啟動子表達具組織特異性、受發育時期調控及受非生物脅迫誘導表達。本專利技術實驗證明，將本專利技術啟動子與GUS基因一起導入擬南芥中后，甲基茉莉酸、 水楊酸、赤霉素、6-BA、脫落酸、NaCl處理均能促進GmRAV啟動子調控GUS基因的表達；該啟 動子受水楊酸誘導表達，表明該啟動子在植物脅迫抗性中起作用；該啟動子受茉莉酸甲酯 誘導表達，表明其參與抗逆、病原防衛反應；該啟動子受脫落酸誘導表達，表明其參與脫落 酸依賴的抗旱、以及防衛反應；該啟動子受NaCl誘導表達，表明其參與耐鹽反應。GmRAV啟動子全長序列中從_1到_227區段的227bp的長度就可以實現全長啟動 子的誘導功能。帶有的該227bp長片段的植株受誘導處理后，都能啟動GUS基因的表達，并 且GUS基因在組織中的表達部位和強度各不相同。本專利技術的啟動子可以調節植物的光周期。本專利技術的啟動子屬于誘導型啟動子可以 根據其對光周期和不同外界環境生物壓力如鹽等的可誘導性，用于提高基因的表達量。將 本專利技術啟動子用于遺傳育種，可以有效的改善植物的光周期，提高其適應性，使植物在更廣 泛的環境下生長；尤其對農作物而言，可以在更廣泛的環境和條件下種植農作物，改良作物 品種，進而提高作物產量。并且該啟動子具有維管束組織特異表達性(即不在大豆種皮和 成熟種子中表達，控制基因在維管束組織中表達)，具有刺吸式口器的農業害蟲(如蚜蟲、 稻飛虱等)都是從維管組織中吸食植物的汁液，嚴重危害作物的生長、發育和成熟，給農業 生產造成巨大損失。通過GmRAV基因啟動子使抗蟲基因在作物的維管組織特異表達將能有針對性地、高效地防治此類害蟲，還可降低對害蟲的選擇壓，減輕植物表達抗蟲基因的代謝 負擔。植物病毒在形成系統感染時，必須通過維管組織遠程傳播，用GmRAV基因啟動子使抗 病毒基因在作物的維管組織特異表達將能有效的控制病毒的發生和危害。同時，控制基因 不在種子中表達，可以提高轉基因作物的食用安全性.因此，本專利技術啟動子在遺傳育種中 將會有廣闊的應用前景。附圖說明圖1為GmRAV基因啟動子Tail-PCR擴增結果。圖2為GmRAV基因啟動子順式作用元件分析。圖3為不同GmRAV基因啟動子缺失片段與⑶S基因融合示意圖。圖4為不同GmRAV基因啟動子序列和pBI121質粒載體構建示意圖。圖5為GmRAV基因啟動子不同片段的PCR擴增結果。圖6為GmRAV基因啟動子不同片段本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種啟動子，為核苷酸序列如下述１）、２）、３）或４）所示的ＤＮＡ分子：　　１）序列表中序列１自５″末端起第４９－９２０位核苷酸；　　２）序列表中序列１自５′末端起第１８４－９２０位核苷酸；　　３）序列表中序列１自５′末端起第２３３－９２０位核苷酸；　　４）序列表中序列１自５′末端起第５８３－９２０位核苷酸；　　５）序列表中序列１自５′末端起第６９４－９２０位核苷酸；　　６）序列表中序列１自５′末端起第７７６－９２０位核苷酸；　　７）序列表中序列１中自５′末端起第１－９２０位核苷酸所示的ＤＮＡ分子；　　８）核苷酸序列為序列表中序列１中任意一段包含如下序列的ＤＮＡ分子：序列表中序列１中自５′末端起第７７６－９２０位核苷酸；　　９）在嚴格條件下與１）－８）限定的ＤＮＡ序列雜交且與植物光周期相關的ＤＮＡ分子；　　１０）與１）－８）限定的ＤＮＡ序列具有９０％以上的同源性且與植物光周期相關的ＤＮＡ分子。

【技術特征摘要】
一種啟動子，為核苷酸序列如下述1)、2)、3)或4)所示的DNA分子1)序列表中序列1自5″末端起第49-920位核苷酸；2)序列表中序列1自5′末端起第184-920位核苷酸；3)序列表中序列1自5′末端起第233-920位核苷酸；4)序列表中序列1自5′末端起第583-920位核苷酸；5)序列表中序列1自5′末端起第694-920位核苷酸；6)序列表中序列1自5′末端起第776-920位核苷酸；7)序列表中序列1中自5′末端起第1-920位核苷酸所示的DNA分子；8)核苷酸序列為序列表中序列1中任意一段包含如下序列的DNA分子序列表中序列1中自5′末端起第776-920位核苷酸；9)在嚴格條件下與1)-8)限定的DNA序列雜交且與植物光周期相關的DNA分子；10)與1)-8)限定的DNA序列具有90％以上的同源性且與植物光周期相關的DNA分子。2.擴增權利要求1所述啟動子全長或其任意片段的引物對。3.根據權利要求2所述的引物對，其特征在于所述引物...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李文濱，郝迪萩，趙琳，韓英鵬，
申請(專利權)人：東北農業大學，
類型：發明
國別省市：93[中國|哈爾濱]