一种植物干旱诱导表达启动子PosDro1及其应用的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种植物干旱诱导表达启动子PosDro1及其应用。本发明的启动子能够驱动植物或植物的特定基因对于干旱进行快速响应。本发明还提供了含有该启动子的表达盒、植物表达载体、宿主菌和转化子。具体而言，本发明将上述启动子应用在植物转基因工程中。本发明提供的启动子可以启动外源基因在干旱诱导下在植物中表达，适用于任何植物，尤其能够驱动外源基因在水稻植株中表达，因此可以用于提高和改善水稻的生长特性，尤其是抗旱特性，从而培育出理想的耐旱水稻品种。
【专利说明】一种植物干旱诱导表达启动子PosDroI及其应用
【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诱导表达启动子及其应用，该启动子能够在水稻转基因调控体系中在干旱条件诱导下驱动目标基因在植株中表达。
【背景技术】
[0002]干旱等非生物逆境一直是限制作物生长和产量的重要因素，并且随着全球环境恶化、气候异常等变化将日益危害着我国的粮食生产安全。水稻是重要的粮食作物，其生产规模与发展在粮食生产中占有举足轻重的位置。水稻又是耗水第一大户，在水资源日益缺乏、旱灾频发的今天，降低水稻的用水量，提高水资源的有效利用已成为育种家们关注的主要课题。
[0003]准确鉴定水稻育种材料的耐旱性，培育水稻耐旱品种是节约水资源和提高水资源利用的一个重要途径。近年来，随着分子生物学的不断发展，转基因已经成为研究功能基因组学的有效手段，并且通过转基因途径改良植物抗逆性正逐步得到可行性论证和普遍接受。已经有大量文献报道，通过在植物中过量或超量表达逆境相关基因能够在一定程度上提高植物的抗逆性。但是这些报道中的超量表达的启动子通常都是组成型启动子，而这些启动子驱动的目的基因在植物的各组织器官中均有广泛的表达，难免造成转基因植物的物质和能量浪费以及凸显食品安全性问题。
[0004]特异性启动子由于其表达的时间和空间特异性而具有许多组成型启动子所不具备的特点，即外源基因在转基因植物中定时、定位表达不但可以降低植物负担、减轻对农作物农艺性状的影响，还可以提高外源基因在特定时空的浓度，增加转基因的效果。
[0005]尽管已有文献报道从植物中分离了一些与抗逆有关的诱导特异性表达启动子，如SalT启动子和RD29A启动子等，但在重要农作物水稻中尚未分离到受干旱强烈诱导表达的启动子用于植物抗逆遗传工程。因此，挖掘一些特异性表达特别是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】
[0006]本发明的目的是提供一种驱动外源基因在干旱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。其中，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。
[0007]为了实现上述目的，一方面，本发明提供一种植物干旱诱导表达启动子，所述植物干旱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)的水稻干旱诱导表达启动子，本文中称为PosDrol或启动子PosDrol。
[0008]优选地，本发明提供的植物干旱诱导表达启动子PosDrol的DNA序列为SEQ IDNo:1所示的序列，即PosDrol或启动子PosDrol。[0009]另一方面，本发明提供一种植物干旱诱导表达启动子PosDrol，其DNA序列与SEQID No:1所示的DNA序列有至少80%同源性；或者，所述植物干旱诱导表达启动子PosDrol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；或者所述植物干旱诱导表达启动子PosDrol具有与SEQ IDNo:1所示的DNA序列杂交的产物。并且这些植物干旱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，即驱动外源基因在干旱诱导条件下表达。
[0010]另一方面，本发明还提供一种包含上述植物干旱诱导表达启动子P0SDiOl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诱导表达启动子PosDiOl，在所述重组表达载体中，所述植物干旱诱导表达启动子PosDrol连接于待表达的基因序列的上游。在一种实现方式中，所述待表达的基因为Gus基因，所述重组表达载体为pCAMBIA1391-PosDrol，该重组表达载体为将SEQ ID No:1所示的序列即PosDrol或启动子PosDrol构建于pCAMBIA1391中得到的重组表达载体，本文中称为pCAMBIAl391-PosDroI。在实际应用中，本发明中所采用的待表达基因，可以根据需要具体选择，优选为耐旱基因。
[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诱导表达启动子PosDrol、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诱导表达启动子PosDrol、上述表达盒、上述重组表达载体。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诱导表达启动子PosDrol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诱导表达启动子PosDioI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】
1.一种植物干旱诱导表达启动子PosDrol，其特征在于，所述植物诱导表达启动子PosDrol包含SEQ ID No:1所示的DNA序列。
2.根据权利要求1所述的植物干旱诱导表达启动子PosDrol，其特征在于，所述植物干旱诱导表达启动子PosDrol的DNA序列为SEQ ID No:1所示的序列。
3.根据权利要求1所述的植物干旱诱导表达启动子PosDrol，其特征在于，所述植物干旱诱导表达启动子PosDrol的DNA序列与SEQ ID No:1所示的DNA序列有至少80%同源性； 或者，所述植物干旱诱导表达启动子PosDrol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，所述植物干旱诱导表达启动子PosDrol具有与SEQ ID No:1所示的DNA序列杂交的产物。
4.一种表达盒，其特征在于，所述表达盒包含权利要求1-3中任意一项所述的植物干旱诱导表达启动子PosDrol。
5.—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诱导表达启动子Postool，在所述重组表达载体中，所述植物干旱诱导表达启动子PosDrol连接于植物表达载体中待表达的基因序列的上游。
6.根据权利要求5所述的重组表达载体，其特征在于，所述待表达的基因为Gus基因，所述重组表达载体为pCAMBIA1391-PosDrol，其中pCAMBIA1391为植物双元表达载体。
7.—种宿主菌，其特征在于，所述宿主菌包含权利要求1-3中任意一项所述的植物干旱诱导表达启动子Postool 、权利要求4所述的表达盒、或根据权利要求5或6所述的重组表达载体，优选地，所述宿主菌为根癌农杆菌。
8.一种转化子，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诱导表达启动子Postool、权利要求4所述的表达盒、或者权利要求5或6所述的重组表达载体。
9.一种根据权利要求1-3中任意一项所述的植物干旱诱导表达启动子PosDrol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1-3中任意一项所述的植物干旱诱导表达启动子PosDrol连接于植物表达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。
10.根据权利要求9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】A01H5/00GK103882021SQ201410111298
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月24日 优先权日:2014年3月24日
【发明者】魏鹏程, 杨剑波, 秦瑞英, 李 浩, 张银萍, 倪大虎, 李莉, 马卉, 杨亚春, 宋丰顺, 陆徐忠 申请人:安徽省农业科学院水稻研究所