油菜中低硼响应基因BnaC4.BOR2的启动子及应用

本申请涉及植物基因工程，具体涉及油菜中低硼响应基因bnac4.bor2的启动子及应用。

背景技术：

1、硼是植物生长发育所必需的微量营养元素，在植物维持细胞壁的结构和稳定、光合作用和碳水化合物运输、蛋白质和核酸代谢、花器官发育和产量品质形成等方面起着不可替代的作用。

2、我国是油菜生产大国，菜籽油在我国油料市场中占据很大比重。长江中下游是我国油菜的主要种植区，但该地区年均降水量较大，土壤缺硼严重，常导致油菜“花而不实”现象，严重阻碍油菜的生产量。目前，针对油菜中由于缺硼导致油菜减产的相关研究较少，而相关的响应基因及完整的功能研究则更少。

3、植物对土壤硼的吸收利用是受遗传基因调控的，此前，油菜中低硼响应基因bnaa03.nip5；1及其响应机制和功能已被报道(hua et al.，2016；he et al.，2021)，该基因编码了一种硼酸通道蛋白，对硼的吸收进行调控。然而，负责硼的长距离运输相关基因bnac4.bor2的响应机制及对应的启动子响应片段尚不可知，基因功能也不清楚。

技术实现思路

1、针对油菜中响应低硼胁迫基因的启动子序列不清楚的问题，本申请从基因bnac4.bor2的启动子中鉴定到低硼响应的启动子具体序列，属第一次明确了低硼响应基因的启动子序列信息。包含该启动子的基因bnac4.bor2为油菜低硼胁迫响应基因，在低硼胁迫中，基因bnac4.bor2突变型油菜材料与野生型油菜材料相比，在苗期根系发育、叶片发育、硼的运输能力以及生殖生长期油菜花的发育和种子产量上均表现出严重的劣势，因此，本申请提供的基因bnac4.bor2的启动子可以作为低硼胁迫特异遗传标记，从而利用遗传手段有效调控相关油菜硼营养性状。

2、为实现上述目的，本申请实施例至少公开了以下技术方案：

3、第一方面，实施例公开了油菜中低硼响应基因bnac4.bor2的启动子，所述启动子包括受缺硼表达的调控元件，所述调控元件的核苷酸序列如seq id no.1所示，所述基因bnac4.bor2的核苷酸序列如seq id no.2所示。

4、进一步地，所述启动子的序列长度为875～2139bp。

5、进一步地，所述启动子的核苷酸序列为a～c的至少一种：

6、a.核苷酸序列如seq id no.3所示；

7、b.核苷酸序列如seq id no.4所示；

8、c.核苷酸序列如seq id no.5所示。

9、第二方面，实施例公开了用于扩增前述启动子的引物对，所述引物对为d～f的至少一种：

10、d.其核苷酸序列如seq id no.6和seq id no.7所示；

11、e.其核苷酸序列如seq id no.8和seq id no.9所示；

12、f.其核苷酸序列如seq id no.10和seq id no.11所示。

13、第三方面，实施例公开了油菜中低硼响应基因bnac4.bor2的表达载体的构建方法，所述基因bnac4.bor2包括前述启动子，所述构建方法包括如下步骤：

14、设计目标基因bnac4.bor2的第一引物对；

15、在第一引物对的两个引物序列前端分别加上同源壁序列，形成第二引物对；所述同源臂序列如seq id no.12和seq id no.13所示；

16、以目标基因bnac4.bor2为模板，以第二引物对为扩增引物进行扩增，获得目标片段；以及

17、将目标片段与空载体骨架进行infusion连接，获得所述目标基因bnac4.bor2的表达载体。

18、进一步地，所述第一引物对的核苷酸序列分别如seq id no.14和seq id no.15所示；所述第二引物对的核苷酸序列分别如seq id no.16和seq id no.17所示。

19、进一步地，所述空载体为线性化的酵母pyes2空载体。

20、第四方面，实施例公开了前述启动子和/或前述引物对在油菜育种中的应用。

21、第五方面，实施例公开了前述启动子在构建转基因抗缺硼植物中的应用。

22、第六方面，实施例公开了一种核酸分子，所述核酸分子包含前述启动子的序列。

23、第七方面，实施例公开了包含前述核酸分子的载体。

24、第八方面，实施例公开了包含前述载体的宿主细胞。

25、本申请提供了油菜中低硼响应基因bnac4.bor2的启动子及应用，与现有技术相比，至少具备以下优势：

26、本申请从基因bnac4.bor2的启动子中鉴定到了低硼响应的启动子具体序列，第一次明确了低硼响应的启动子序列信息。所述启动子驱动目的基因bnac4.bor2在油菜中的表达，从而在油菜苗期根系发育、叶片发育、硼的运输能力以及生殖生长期油菜花的发育和种子产量方面，相比于发生基因bnac4.bor2突变型的油菜，均具有更优异的表现。因此，可以将所述启动子利用于油菜的快速育种。

技术特征：

1.一种油菜中低硼响应基因bnac4.bor2的启动子，其中，所述启动子包括受缺硼表达的调控元件，所述调控元件的核苷酸序列如seq id no.1所示，所述基因bnac4.bor2的核苷酸序列如seq id no.2所示。

2.根据权利要求1所述的启动子，长度为875～2139bp。

3.根据权利要求1所述的启动子，其中，所述启动子的核苷酸序列为a～c的至少一种：

4.扩增权利要求3所述启动子的引物对，其中，所述引物对为d～f的至少一种：

5.包含权利要求1所述启动子的基因bnac4.bor2的表达载体的构建方法，其包括如下步骤：

6.权利要求1～3任一项所述启动子和/或权利要求4所述引物对在油菜育种中的应用。

7.权利要求1～3任一项所述启动子在构建转基因抗缺硼植物中的应用。

8.一种核酸分子，其包含权利要求1所述启动子的序列。

9.一种载体，其包含权利要求8所述的核酸分子。

10.一种宿主细胞，其包含权利要求9所述的载体。

技术总结
本申请公开了油菜中低硼响应基因BnaC4.BOR2的启动子及应用，属于植物基因工程技术领域；该启动子包括受缺硼表达的调控元件，该调控元件的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示；该启动子驱动目的基因BnaC4.BOR2在油菜中的表达，从而在油菜苗期根系发育、叶片发育、硼的运输能力以及生殖生长期油菜花的发育和种子产量方面，相比于发生基因BnaC4.BOR2突变型的油菜，均具有更优异的表现。因此，可以将该启动子利用于油菜的快速育种。

技术研发人员：徐芳森,刘威,汪社亮,丁广大
受保护的技术使用者：华中农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15