一种响应蚜虫刺吸的诱导型启动子及其应用

本发明涉及生物中一种响应蚜虫刺吸的诱导型启动子及其应用。

背景技术：

1、桃(prunus persica)是世界性的重要果树树种，其中我国桃的栽培面积与产量均居世界首位。随着人口老龄化不断加剧，劳动力成本不断提高，省力化栽培管理是未来桃产业发展的趋势。在桃栽培管理过程中，除了土、肥、水等基本条件之外，病虫害防治对桃的优质安全生产极为重要。

2、蚜虫是一种严重危害农作物生长的虫害，其中桃绿蚜(myzus persicae sülzer)通过取食桃幼嫩部位韧皮部的汁液，对桃树体及果实均能造成危害，严重影响桃树的生长发育，并且蚜虫通过口器刺吸取食，也能传播病毒危害植株生长。受危害的桃树，叶片卷曲、果实畸形，生产上为了防治蚜虫，需要多次喷施大量农药，不仅对环境造成不可逆的破坏、降低桃的商品价值，而且不符合桃省力化栽培模式发展要求。

3、启动子是一段能与rna聚合酶结合、特异性结合转录因子、引起基因转录起始的一段dna序列。其类型可以分为组成型启动子与诱导型启动子两类，其中诱导型启动子是指需要特定的外界刺激(如高温、干旱、蚜虫等生物与非生物胁迫)诱导启动子行使转录起始活性的一种启动子，通过响应外界环境刺激，增强启动子活性，提高目的基因表达量，提高植株抗逆性，稳定植株生长发育。

4、桃蚜虫危害问题依旧十分严峻，然而，在桃上尚未有研究者公布蚜虫诱导型启动子及其应用。随着转基因技术的快速发展，转基因育种成为一种快速聚合目标性状的有力手段，但已有的转基因工作大多基于组成型启动子(如35s启动子)构建载体，目的基因在转基因植株生长发育的各个时期均大量表达，无法实现定点定时表达，因此开发诱导型启动子及其应用意义重大。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是如何提高植物对蚜虫的抗性，尤其是提高桃树对桃绿蚜的抗性。

2、本发明的第一个目的是提供启动子在下述至少一种中的应用：

3、y1在提高蚜虫刺吸响应敏感性中的应用；

4、y2在促进蚜虫刺吸诱导下外源基因表达中的应用；

5、y3在提高植物对蚜虫的抗性中的应用；

6、所述启动子为pptnl1pro，是核苷酸序列如seq id no.1所示的dna分子。

7、上述应用中，所述启动子pptnl1pro可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。

8、本发明的第二个目的是提供生物材料的应用；

9、所述生物材料为下述b1)至b5)中的任一种：

10、b1)含有权利要求1中所述启动子的核酸分子；

11、b2)含有b1)所述核酸分子的表达盒；

12、b3)含有b1)所述核酸分子的重组载体、或含有b2)所述表达盒的重组载体；

13、b4)含有b1)所述核酸分子的重组微生物、或含有b2)所述表达盒的重组微生物、或含有b3)所述重组载体的重组微生物；

14、b5)含有b1)所述核酸分子的转基因植物系及其子代、或含有b2)所述表达盒的转基因植物系及其子代、或含有b3)所述重组载体的转基因植物系及其子代；

15、所述应用为z1-z3中的任一种或多种：

16、z1在提高蚜虫刺吸响应敏感性中的应用；

17、z2在促进蚜虫刺吸诱导下外源基因表达中的应用；

18、z3在提高植物对蚜虫的抗性中的应用。

19、上述应用中，所述生物材料中，b1)所述核酸分子为核苷酸是seq id no.1的dna分子。

20、可用现有的植物表达载体构建含有所述基因表达盒的重组表达载体。

21、上述应用中，生物材料中所述重组微生物具体可为酵母，细菌，藻和真菌。

22、上述应用中，所述植物为双子叶植物，具体可为蔷薇科李属植物(如：桃(prunuspersica))或茄科烟草属植物(如：烟草(nicotiana tabacum l.))。

23、本发明还提供上述启动子pptnl1pro，以及上述的生物材料。

24、为了解决上述技术问题，本发明还提供了植物试剂，其作用为提高植物对蚜虫刺吸响应敏感性和/或植物对蚜虫的抗性。

25、本发明所提供的植物试剂含有所述的启动子pptnl1pro或/和所述生物材料。

26、上述植物试剂的活性成分可为所述的启动子pptnl1pro或/和所述的启动子pptnl1pro相关的生物材料，上述植物试剂的活性成分还可含有其他生物成分或/和非生物成分，上述植物试剂的其他活性成分本领域技术人员可根据植物对蚜虫刺吸响应敏感性和/或植物对蚜虫的抗性的提升效果确定。

27、为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种产生对蚜虫刺吸响应敏感植物和/或植物对蚜虫抗性强的植物的方法。

28、本发明所提供的产生对蚜虫刺吸响应敏感植物和/或对蚜虫抗性强的植物的方法，包括将所述启动子pptnl1pro导入受体植物中，得到对蚜虫刺吸响应敏感性和/或对蚜虫抗性高于所述受体植物的目的植物；所述对蚜虫刺吸响应敏感和/或植物对蚜虫抗性强均为和所述受体植物比较的结果。

29、上述方法中，所述对蚜虫刺吸响应敏感植物和/或对蚜虫抗性强的植物可为转基因植物，也可为通过杂交等常规育种技术获得的植物。

30、上述方法中，所述转基因植物理解为不仅包含第一代到第二代转基因植物，也包括其子代。对于转基因植物，可以在该物种中繁殖该基因，也可用常规育种技术将该基因转移进入相同物种的其它品种，特别包括商业品种中。所述转基因植物包括种子、愈伤组织、完整植株和细胞。

31、本发明还提供所述的启动子pptnl1pro在响应蚜虫刺吸中的应用。

32、本发明还提供所述的启动子pptnl1pro在制备响应蚜虫刺吸的产品中的应用。

33、所述产品可为植物。所述植物为双子叶植物，具体可为蔷薇科李属植物(如：桃(prunus persica))或茄科烟草属植物(如：烟草(nicotiana tabacum l.))。

34、为了提高桃树的抗蚜虫能力，本发明提供了一种响应蚜虫刺吸的诱导型启动子pptnl1pro启动子，该启动子从桃pptnl1基因启动子区域克隆得到，核苷酸序列如seq idno.1所示。当用蚜虫对瞬时转基因烟草植株进行处理后，发现pptnl1pro启动子可以增加外源基因luc的表达，致使转基因植株的luc发光强度变强，证明pptnl1pro启动子受蚜虫刺吸诱导。作为一个受蚜虫刺吸诱导的启动子，其启动子区域和上游调控序列在基因工程和提高植物抗蚜方面起着重要作用，能够为实现桃优质、高效、省力化栽培提供帮助。

技术特征：

1.启动子在下述至少一种中的应用：

2.生物材料的应用；

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：b1)所述核酸分子为核苷酸是seq id no.1的dna分子。

4.权利要求1中所述的启动子。

5.权利要求2或3中所述的生物材料。

6.植物试剂，其特征在于，所述植物试剂的活性成分为权利要求4所述的启动子pptnl1pro或/和权利要求5所述的生物材料，所述植物试剂是提高植物对蚜虫刺吸响应敏感性和/或对蚜虫的抗性的试剂。

7.一种产生对蚜虫刺吸响应敏感植物和/或对蚜虫抗性强的植物的方法，其特征在于，包括将权利要求4中所述启动子导入受体植物中，得到对蚜虫刺吸响应敏感性和/或对蚜虫抗性高于所述受体植物的目的植物。

8.权利要求1中所述的启动子在响应蚜虫刺吸中的应用。

9.权利要求1中所述的启动子在制备响应蚜虫刺吸的产品中的应用。

技术总结
本发明涉及生物技术领域，公开一种响应蚜虫刺吸的诱导型启动子在下述至少一种中的应用：Y1在提高蚜虫刺吸响应敏感性中的应用；Y2在促进蚜虫刺吸诱导下外源基因表达中的应用；Y3在提高植物对蚜虫的抗性中的应用；所述启动子为PpTNL1pro，是核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示的DNA分子。通过蚜虫对瞬时转基因烟草进行处理，发现PpTNL1pro启动子在蚜虫处理下可以增加外源基因LUC的表达，证明PpTNL1pro启动子受蚜虫刺吸诱导。作为一个受蚜虫刺吸诱导的启动子，其启动子区域和上游调控序列在基因工程和提高植物抗蚜方面起着重要作用，能够为实现桃优质、高效、省力化栽培提供帮助。

技术研发人员：郭健,于海翔,彭福田,肖元松,罗静静,高阳阳,陈秋菊
受保护的技术使用者：山东农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13