一种植物干旱胁迫诱导表达启动子PosDro3的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种水稻干旱胁迫诱导表达启动子PosDro3，该植物干旱胁迫诱导表达启动子PosDro3包含序列表SEQ?ID?No.1所示的核苷酸序列。本发明还提供了含有该启动子的表达盒、植物表达载体和转化子。具体而言，本发明将上述启动子应用在植物基因工程中。本发明提供的启动子可以在干旱胁迫下特异的启动基因在植物中表达，因此可以用于提高和改善植物在干旱胁迫下的生长特性和环境适应性，从而有效改良水稻农艺性状。
【专利说明】一种植物干旱胁迫诱导表达启动子PosDro3
【技术领域】
[0001]本发明涉及生物技术和植物基因工程【技术领域】。具体而言，本发明涉及一种植物干旱胁迫诱导基因表达启动子及其应用，通过水稻转基因操作，该启动子能够在干旱胁迫诱导条件下驱动目标基因在植株中表达。
【背景技术】
[0002]栽培稻的抗旱性研究一直是稻作科学研究的重要课题之一。随着全球水资源的日益匮乏和灾害的日趋严重，栽培稻的抗旱性研究显得愈来愈重要。水资源短缺成为制约我国农业发展的重要因素，我国21世纪的稻米安全将面临威胁，这对旱稻的快速发展提出了迫切要求。
[0003]由于高等生物的生长发育是不同基因在时间和空间上有序表达和协同作用的过程。在此过程中基因表达的开启、关闭、表达部位和表达量的高低都将会受到精细的调控，基因的表达调控是一个多层次的复杂过程，受不同的调节因素控制，也是在多阶段水平来实现的。启动子作为转录水平上一个重要的调控元件，是众多转录因子及RNA聚合酶的最终作用靶标，因此深入研究启动子的结构、功能、作用模式等对于回答分子生物学中的一些基本理论问题具有重大意义。因此，人们在开发一些新的转化技术如细胞器转化、定向转化等的同时，越来越注重通过控制目的基因的时空表达来达到相应的转化目的。研究者们通过寻找更为有效的组织、器官特异性表达启动子或者是诱导表达启动子来代替组成型启动子，以期更好地调控植物基因表达。
[0004]随着人们日益关注水稻的抗旱性研究，水稻的遗传改良的一个重要策略是将来源于水稻或其它植物的抗旱相关基因置于组成型表达或诱导型表达启动子控制之下直接转化水稻。但是，组成型启动子在植物的各组织器官中均有广泛的表达，难以避免转基因植株所造成的食品安全性问题。而利用诱导型表达启动子既可以达到在特定时期(如植株受到干旱胁迫时)、特定组织中特异表达抗旱相关基因，又可以避免组成型表达启动子表达所带来的可能的不利影响，增加转基因的效果。因此，挖掘一些受干旱诱导的启动子在改良作物抗旱育种上具有十分重要的意义。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种驱动外源基因在干旱胁迫诱导条件下表达的启动子、获得含有该启动子序列的转化子以及该启动子的应用。本文中所涉及的“植物”是指单子叶植物，例如水稻、小麦、玉米、大麦、高粱或燕麦，优选为水稻。
[0006]本发明的发明人发现了一个受干旱胁迫诱导的水稻基因的启动子，并且对该启动子进行了鉴定。通过启动子活性定量分析表明，可以将该启动子用于抗旱性相关基因在水稻等作物中的表达，从而能有效地改善植株的抗旱能力。
[0007]具体而言，一方面，本发明提供一种植物干旱胁迫诱导表达启动子，所述植物干旱胁迫诱导表达启动子包含序列表中SEQ ID No:1所示的DNA序列。序列表中SEQ ID No:1所示的DNA序列为来源于日本晴水稻(Oryza sativa L cv.Nipponbare)的水稻干旱胁迫诱导表达启动子，本文中称为PosDro3或启动子PosDro3。
[0008]优选地，本发明提供的植物干旱胁迫诱导表达启动子的DNA序列为SEQ ID No:1所示的序列，即PosDro3或启动子PosDro3。
[0009]另一方面，本发明提供一种植物干旱胁迫诱导表达启动子PosDro3，其DNA序列与SEQ ID No:l所示的DNA序列有至少80%同源性；或者，所述植物干旱胁迫诱导表达启动子PosDro3为在SEQ ID No:1所示的DNA序列中添加、取代、插入或缺失一个或一个以上核苷酸生成的突变体或等位基因或衍生物；或者所述植物干旱胁迫诱导表达启动子P0sDr03具有与SEQ ID No:1所示的DNA序列杂交的产物。这些植物干旱胁迫诱导表达启动子序列与SEQ ID No:1所示的DNA序列具有相同功能，即驱动目标基因在植物中表达。
[0010]另一方面，本发明还提供一种包含上述植物干旱胁迫诱导表达启动子的表达盒。
[0011]又一方面，本发明还提供一种重组表达载体，所述重组表达载体包含上述的植物干旱胁迫诱导表达启动子PosDix)3，在所述重组表达载体中，所述植物干旱胁迫诱导表达启动子PosDro3连接于待表达的基因序列的上游；优选地，所述待表达的基因为Gus基因，所述重组表达载体为pCAMBIA1391-PosDro3，该重组表达载体为将SEQ ID No:1所示的序列即PosDro3或启动子PosDro3构建于pCAMBIA1391中得到的重组表达载体，本文中称为pCAMBIA1391-PosDro3。
[0012]另一方面，本发明还提供一种宿主菌，所述宿主菌包含本发明提供的上述植物干旱胁迫诱导表达启动子PosDro3、上述表达盒、或上述重组表达载体；优选地,所述宿主菌为根癌农杆菌。
[0013]另一方面，本发明提供一种转化子，所述转化子包含本发明提供的上述植物干旱胁迫诱导表达启动子PosDro3、上述表达盒、上述重组表达载体、或上述宿主菌。其中，所述转化子优选为转基因细胞系、愈伤组织或植株。
[0014]再一方面，本发明提供上述植物干旱胁迫诱导表达启动子P0sDr03在培育转基因植物中的应用。所述应用包括将本发明提供的上述植物干旱胁迫诱导表达启动子PoSDix)3连接于载体的待表达的基因序列上游(例如，将所述启动子序列置于目标基因之前)，从而构建重组表达载体，将所述重组表达载体转化到植物细胞、组织或器官中进行培育。
[0015]并且优选地，所述应用可以用于改良植物生长特性，所述植物为单子叶植物，例如水稻、小麦、玉米、大麦、高粱或燕麦，优选为水稻。
[0016]本发明中所提供的启动子的DNA序列为(与序列表中SEQ ID No:1中相同):
[0017]
【权利要求】
1.一种植物干旱胁迫诱导表达启动子P0SD1X)3，其特征在于，所述植物干旱胁迫诱导表达启动子PosDro3包含SEQ ID No:1所示的DNA序列。
2.根据权利要求1所述的植物干旱胁迫诱导表达启动子PoSDix)3，其特征在于，所述植物干旱胁迫诱导表达启动子的DNA序列为SEQ ID No:1所示的序列。
3.—种表达盒，其特征在于，所述表达盒包含权利要求1-2中任意一项所述的植物干旱胁迫诱导表达启动子PosDro3。
4.一种重组表达载体,其特征在于,所述重组表达载体包含权利要求1-3中任意一项所述的植物干旱胁迫诱导表达启动子PosD13，在所述重组表达载体中，所述植物干旱胁迫诱导表达启动子PosDro3连接于载体中待表达的基因序列的上游； 优选地，所述待表达的基因为Gus基因，所述重组表达载体为pCAMBIA1391-PosDro3，其中pCAMBIA1391为植物双元表达载体。
5.一种转化子，其特征在于，所述转化子包含权利要求1-3中任意一项所述的植物干旱胁迫诱导表达启动子P0SD13、权利要求4所述的表达盒、或根据权利要求5所述的重组表达载体。
6.一种根据权利要求1-2中任意一项所述的植物干旱胁迫诱导表达启动子在培育转基因植物中的应用，其特征在于，所述应用包括:将根据权利要求1-2中任意一项所述的植物干旱胁迫诱导表达启动子连接于载体中待表达的基因序列上游，从而构建重组表达载体；将所述重组表达载体转化到植物细胞、组织或器官中进行培育。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述应用用于改良植物生长特性，所述植物为单子叶植物:水稻、小麦、玉米、大麦、高粱或燕麦。
【文档编号】C12N15/113GK104073490SQ201410320654
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年7月7日 优先权日:2014年7月7日
【发明者】魏鹏程, 杨剑波, 秦瑞英, 杨亚春, 李 浩, 李莉, 马卉, 许蓉芳 申请人:安徽省农业科学院水稻研究所