二倍体乌拉尔图小麦磷酸甘露糖变位酶基因启动子TuPMM-A1及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及分子生物学领域，具体涉及二倍体乌拉尔图小麦磷酸甘露糖变位酶基 因启动子TuPMM-Al及其应用。
【背景技术】
[0002] 普通小麦为六倍体（Triticum aestivium L.，2η = 42, AABBDD)，由二倍体祖先物 种乌拉尔图小麦（Triticum urartu L.，2η = 14, AA)和目前未知的B组供体，以及D组的 供体粗山羊草（Aegilops tauschii L·，2η = 14, DD)经过两次自然杂交加倍形成。
[0003] 小麦是我国的重要粮食作物，其生产水平直接与我国的粮食安全息息相关，我国 的小麦育种工作者培育了相当数量适应我国各地气候和栽培条件优良小麦品种，育种水平 不低于西方发达国家。
[0004] 植物的转基因涉及三个方面研宄内容：第一，用有效的手段将目标基因进入受体。 由于各种植物自身的特点，一种手段不可能在所有的植物中都适用，需针对不同的植物，研 宄高效的转化手段。如在拟南芥和水稻中，农杆菌介导的基因转化比较有效简易，而到目前 为止，农杆菌转化小麦的技术尚在实验室进行探索研宄中。第二，如何能够在特异的位点导 入目标基因，避免对基因组中其他功能基因的破坏。通过同源重组的定点打靶技术，在动 物的转化中获得较大成功。目前，我国的科学家在在利用TALEN和CRISPR/Cas9基因组编 辑技术在作物基因组内进行定点编辑（如定点突变、定点甲基化修饰、定点基因沉默和激 活等）方面取得了重要的进展。第三，如何能使转入后的目标基因按设计或有效地进行表 达。大部分转基因实验，均是使用组成型高表达的启动子，如在双子叶植物中通常使用花椰 菜花叶病毒CaMV35S启动子；在单子叶植物中主要采用玉米泛素 ubiquitin和水稻肌动蛋 白actin启动子等；这些组成型表达启动子调控的基因表达不受时空限制和外界环境的诱 导，即在植物所有组织中均过量表达目的基因，其结果会造成转基因植物体内物质和能量 的无谓浪费，可能引起一些副作用。
[0005] 近年来，随着对转基因安全的关注，相对安全的基因改良的农作物至少需要满足 以下几个方面的要求：（1)外源的（非宿主植物自身来源的DNA序列降低到最低程度）；（2) 目标基因的产物在人类或动物的食用组织或器官中最好不积累（对于改良目标为相应组 织或器官的除外）；（3)能经过相对较长时间的证明，改良的性状经过了严格的动物、环境 试验，并证明是安全的。就前两个条件而言，需要研宄者广泛地研宄，并对目标生物体中相 关的基因进行筛选。如水稻的Act in，玉米的Ub i qut in基因的启动子，但这类启动子也有其 明显的缺点。目前，迫切需要筛选在种子器官中不表达或表达量低，其蛋白产物不能有效积 累（翻译起始点上游的序列在种子中不同有效地驱动翻译，引起蛋白的积累）启动子序列， 尽可能地降低转基因产物在人类的食物或食物加工的原材料中的积累。
[0006] 普通小麦中有六个磷酸甘露糖变位酶基因成员（phosphomannomutase, PMM)，分别 定位在小麦的第二群（TaPMM-Al，Bl和Dl)和第四群染色体（TaPMM-A2, B2和D2)，在根、 茎、叶、旗叶和幼穗等器官中TaPMM-Al的表达量比较高，且这种表达方式在二、四倍体祖先 物种中有相同的趋势，说明在六倍体小麦PMM-Al基因的启动子序列在二、四和六倍体小麦 物种中基本相同，受到了相同的调控方式。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供乌拉尔图小麦TuPMM-Al基因的启动子p TuPMM-A。
[0008] 其中，乌拉尔图小麦TuPMM-Al基因的核苷酸序列如SEQ ID No. 1所示。
[0009] ATGGCGGCGGCGAGGAAGGACGCCGGTGTGCTCGCGCTCTTCGACGTCGACGGCACCCTCACCGCGCCC CGCAAGGAGGTGACGCCGGAGATGCTCGAGTTCATGAAGCGCCTGCGCGAGGTGAGGCCCGAATGTGACCCTGTCTG TCGTTCTCTCGTTTCAGTTTCTTTTCCGTACAATTCTCAGGCGAGATTGCTCACTGTATGTCTGGGTTGTGGCACTC TGGTTTTCTTCCTGGGAGCAGAATGTGACCGTCGGCGTGGTGGGGGGATCCGATCTGGTCAAGATCTCCGAGCAGCT CGGCAAATCAGGTACCCGCCCTGCTTGGATTCAGCAGGACACTCTGCTTGGATTCAGAGTCCCCCCTAACCGCACTG TTCACTCACCTTGTCTGTAACTGTAACTGCAAGACTGAGCTTGATATTTGTTCTCCCCACTGCAGTCATCACCGACT ATGACTACGTCTTCTCCGAGAACGGCCTGGTCGCGCACAAGGACGGCAAGCTCATCGGGACGCAAGTAAGTGCCCAC GCCGCATAATGCGCGCTGTTTTAGCACAGATGTACAACTGAATTTTGCCTGGTGTTCTTCACTCTGCAGAGCTTGAA AACGTATCTTGGAGATGACCAACTTAAGGTGAGCCTGTGTTGTGTGACGTTTTTTTTTCTTGTACTGCTGTTGAAGA TGAGTTTTGAGGCCTTGGTAGTGATGTTTATGTGTTCTTTGCAGGAATTCATTAACTTCACTCTTCATTACATCGCG GATTTGGATATCCCAATTAAAAGGTCAGTGCGGAATCCTGTTTGAGAATTCCCTCGGACGCTTGCCCTTTACTGACC GGGTAAAGTAAATGTTTCCACAGGGGTACATTCATAGAGTTCAGGAGTGGAATGATCAATGTGTCGCCTATAGGGAG GAACTGTAGTCAAGAAGAACGTGATGATTTTGAGAAGTATGATAAGGTACAGATTGTCTTATAAGAACAAGTAGTTA GTCAATAATCAGAAAGGGGGGATAGCTATTAGAAAAACATGAAACTGAACCGACTCGTTTTGTTTAGGTACATAACG TTCGGCCTAAAATGGTGTCAGTGCTTCGTGAAAAGTTTGCACACCTGAACCTGACTTTTTCTATTGGAGGGCAGATC AGTTTTGATGTAAGTGTTCTGAACTCATAAAAATCTGCTAGAAATCTTCAGTTTGGTATTTACTACTGCATCACTGA ATTCAGGTATTCCCACAAGGCTGGGACAAAACCTACTGCTTGAGATATCTGGAAGAATTCAAAGAAATCCATTTCTT TGGGGACAAAACCTACAAGGTAAGATACTTTAGTTGTGCAGTGCTTCCAAGTAAAGAAATCTCCTTTTCTTTTTTTG AAGTACTTTTGTGCACACAAGATGTTGTTTGATAAACTTTTCAAGCCACTGTTAACGACATCCCATTTAATTACTAC AGTACAAACTTAGCTGTACTGTATACTACAAACTGAAACTGACATTCGTTTTTCCTCTGATTATATTTAATAGGGTG GCAATGATCATGAGATATTTGAATCTGACAGAACAGTTGGTCATACAGGTATGCTCGTTGTATGTTAAAAGCTATTC TTCTGATGGTTATGAAATCTAGGAGGCATTTATATTTATATAGAGGACATCCCTGAACGAGCAATTTTGCATTGTAA AAAATATCATAGCTTAACAGGAGATTTCTCGAAGGGTTGGTTAATAAGTAAACAGGAGAGACAGAGAGAACCTCTTT GTAGCAAACGATATTATTAGTTGCCAACTGATTCCATATTTGGCATTGTGGTCAACCATGAGGGCAGTATCATTAAT ATCTAACCACTCTGAATTGTTGATGATCGAGCTGTAGTGGCTGTCAGAAACTACCTTTTCACCATCATATCTAATCA TCCGGAGTAGCACCTTTTCAAGTCATATTCGTCCCTGAAGAGTGCACCTCGGGCTGTAACCGAGTAAATAATAGGGC ATCAATAGCCCTTCAGAAACATTACACAGCTCCCATTGTAATTTAGTTGCAAAACATTACTCTGTTACTCCGCTTTG TTAGCGAGACTAGAGCTGGTGTCTGGCCCAGTTTTTTAGCCGAGTCCCACCCATGATTTATTTATCGGGATTTGGTG CTGACTGACCGTTTACATGTGCAGTTACCAGCCCCAATGACACTGTGCAGCAGTGCAAATCCATCTTCCTGTCGGAG TGA
[0010] 根据本发明的二倍体乌拉尔图小麦磷酸甘露糖变位酶基因启动子P TuPMM-A的核 苷酸序列如SEQ ID No. 2所示。
[0011] 5' -ATCTCGCTCTGGCTCGTAGTGGAACTTTCCGAGCATAATTGGTTTGATGCCAACATTCTGCATTGC CATTATTTGGCAAGCCAACATTTGGCAAAATCAAAAGTCACCAAAATTTGGCGACTTTTTGTGAGATTGACAAGAAA AGTTGGTAGCCAACATTTGACATTTGCCAAATATTGTCATGCCAGCTTTTGGCAGCGAACCAATTATGCTCTCCGTC CTCATTTAGAACCTCTTTGTTAATGATTTTGGCCAACACCTTTTGGATGCGCTCATACTCTGTTAATAATTCCCCTA TGTCTATGTCCCTCTCCATCTCTTCGGACCACTTGACGATCTGGCTATGTTTTTGCAAATATTTGCTTTTCTTCAAT AAGTCGTATATGATGGCCATGGCACAATAGCAAGACCTATGAGAGGATTTGACATTTGGTTTTCTATAGCAACAAGC GCTAGTGAAGAACTTAATTTCGGAATGCTTTGTTATCGTCTCGTTGTAGTTCTTACACTTGGCTAGAGCATCATTTA GAACCTTCTTCAATCTGGTCCATTGCTTTTTAGGGTGTCTCGTCGAATCGAAAAAATAAGCCAAGCCCTGCGTCGGC AGTAGCGTGATTACGATCCAATATCGGTCACTGCGCAAAAAAAGAAGAAATTGGCATTGATGAGGTGAAACCAGAAG GTCATTTATATGTTTCAAAATAAATGAGTGAATGTTAACGACTTACTTGTCACAATATGGCACTAGTAAGGTGTCCT TACATGGATGATTCACAAGCATGCACGGGAACAGTAGTCCAAGATGAGCTCCTACTATTTCCGGTTTCCAGGTTGTG GCAGTGCATGTAAAAAGATCGAGTAAGGACACTTTACGATGCTGGAGTAGGCGATCTGAAGCTCCTTGAAGTACCCA AAGCCTTATTAACTCTGGGGAGGCTGCGCTGACAGAGAAGATATTCACATGGATCACCTCATTGAAGACTAGATCAA TTTTATCGGCCGAAAACTCTTGGATGAAATTGTAACCTTCTATGACCTTGGCCATGTATCCATGTTGACCTTCTTTT GATTTATCTACAACATCGGCGTGTAGAACTTGAAGATCGAGCGACCTTGCTGGGTGGCATTGGGCGTGCACAAGCCT ACATGCCAGAGCCTGGCCGAGCCCGCCTGTCGGTGTGTACGCCCCACACCGGGCTCGTCCGGTCACGACAAGCGGTT CATGCGTTGCGATCGCTCCACTGGCCGTATGTTGTGTCCGTCTTAGACGGCTCGTACATGGGGCTAGGCATCCAAGA TGCGTACCTGGGCAACCCGGCTCGGCGGTCCATGCTGGGTAGCTTTGGTCGGGCAAGCGGGGCATAGTGCGTGCGCC TGGCTCTATGGGTGTTGGTTCGTCCGTGCAAGCATTGTTCTCCGCGAGCTAGACATGCGCACTCGCCTGATGCACCC AGCCGGCTATGCAGAGGGATGTCCAGCCGTCTGTGCGGGCTGGGGGCGCTTGTCTGGGTCTTCTGGCTACCCAGCTG TGCGGATGGCCATTTAGCCGTTGTGCTGCCTATGGGAGGTGTTTTTTTGAAGGGGCCTATGGGAGGTGTTTGCCTGG CCCTTTCGGCTACCCGGTAGTTTGGCTGGGGCATTATGTCGATTTGCCGTGGCCCTGGTGTGTCTTGGCGCTTTGAT GTTTTCTTTGAGGCGGTTACATTTTCTTATAAGTTTGTTGTTTTACGGGCAATTCAGACGCGACGTTCATTGC