響應環境水分脅迫的水稻干旱誘導型啟動子POsDro4的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種響應環境水分脅迫的水稻干旱誘導型啟動子POsDro4及其應用。本發明還提供了含有該啟動子的表達盒和植物表達載體。具體而言，本發明的發明人發現、提取并鑒定了一種水稻干旱誘導型啟動子，并將上述啟動子應用在植物基因工程中。本發明提供的啟動子在受到環境水分脅迫時特異性的驅動外源基因在植物中表達，因此可以用于提高和改善水稻的生長特性和耐逆性，從而培育出理想的水稻品種。
【專利說明】響應環境水分脅迫的水稻干旱誘導型啟動子P〇sDro4
【技術領域】
[0001] 本發明涉及生物技術和植物基因工程【技術領域】。具體而言，本發明涉及一種植物 干旱誘導基因表達啟動子及其應用，該啟動子能夠在水稻轉基因調控體系中驅動目標基因 受到環境水分脅迫時適量表達。
【背景技術】
[0002] 水稻是重要的糧食作物，世界上三分之一以上的人口都以稻米為主食，其生產規 模的穩定與發展，在糧食生產中占有舉足輕重的位置。干旱等非生物逆境一直是限制作物 生長和產量的重要因素，并且隨著全球環境惡化、氣候異常等變化將日益危害著我國的糧 食生產安全。
[0003] 近年來，隨著經濟的發展，全球范圍內對稻米產量和品質提出了越來越高的要求， 由于分子生物學的不斷發展，轉基因已經成為研究功能基因組學的有效手段，并且通過轉 基因途徑改良植物抗逆性正逐步得到可行性論證和普遍接受。因此，通過分子生物學以及 基因工程的手段去研究和提高水稻單產、改良稻米品質，在農業生產中具有很好的應用前 旦 -5^ 〇
[0004] 由于啟動子是基因表達調控因子中最重要的因子，基本決定一個基因是否表達、 何時表達和何處表達。由于誘導型啟動子使基因的表達往往只限于某些特定的器官和部 位，不僅能使目的基因的表達產物在該器官和組織積累，增加區域表達量，同時可避免植物 體內不必要的營養浪費減少對植物生長的副作用。因此，利用此類啟動子驅動外源基因在 相應的組織特異表達，能更好地適應植物的自然生理規律，使外源基因在植物中定向、安 全、高效地表達。
[0005] 在水資源日益缺乏、旱災頻發的今天，降低水稻的用水量，提高水資源的有效利用 率已成為育種家們關注的主要課題。水稻又是耗水第一大戶，因此，培育耐旱水稻品種是節 約水資源和提高水資源利用率的一個重要途徑。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的是提供一種響應環境水分脅迫的水稻干旱誘導型啟動子、獲得含有 該啟動子序列的轉化子以及該啟動子的應用。為了實現上述目的，本發明的發明人發現、克 隆并鑒定了一個響應環境水分脅迫的植物內源干旱誘導型啟動子，并利用該啟動子構建抗 旱相關基因表達載體，通過遺傳轉化方法達到提高植物的抗旱性的目的。
[0007] 具體而言，一方面，本發明提供一種響應環境水分脅迫的水稻干旱誘導型啟動 子，所述響應環境水分脅迫的水稻干旱誘導型啟動子包含序列表中SEQ ID N〇:l所示的 DNA序列。序列表中SEQ ID No:l所示的DNA序列為來源于日本晴水稻（Oryza sativa L cv. Nipponbare)的水稻干旱誘導表達啟動子，本文中稱為P0sDro4或啟動子P0sDro4。
[0008] 優選地，本發明提供的響應環境水分脅迫的水稻干旱誘導型啟動子的DNA序列為 SEQ ID No:l所示的序列，即P0sDro4或啟動子P0sDro4。
[0009] 另一方面，本發明提供一種響應環境水分脅迫的水稻干旱誘導型啟動子，所述響 應環境水分脅迫的水稻干旱誘導型啟動子為在SEQ ID No: 1所不的DNA序列中添加、取代、 插入或缺失一個或一個以上核苷酸生成的突變體或等位基因或衍生物。
[0010] 另一方面，本發明還提供一種包含上述響應環境水分脅迫的水稻干旱誘導型啟動 子的表達盒。
[0011] 又一方面，本發明還提供一種重組表達載體，所述重組表達載體包含上述的響應 環境水分脅迫的水稻干旱誘導型啟動子，在所述重組表達載體中，所述響應環境水分脅迫 的水稻干旱誘導型啟動子連接于待表達的基因序列的上游；優選地，所述待表達的基因為 Gus基因，所述重組表達載體為pCAMBIA1391-P0sDro4,該重組表達載體為將SEQ ID No: 1 所示的序列即P〇sDro4或啟動子P0sDro4構建于pCAMBIA1391中得到的重組表達載體，本 文中稱為 pCAMBIA1391-P0sDro4。
[0012] 另一方面，本發明提供一種轉化子，所述轉化子包含本發明提供的上述響應環境 水分脅迫的水稻干旱誘導型啟動子、上述表達盒、上述重組表達載體。其中，所述轉化子優 選為轉基因細胞系、愈傷組織或植株。
[0013] 再一方面，本發明提供上述響應環境水分脅迫的水稻干旱誘導型啟動子在培育轉 基因植物中的應用。所述應用包括將本發明提供的上述響應環境水分脅迫的水稻干旱誘導 型啟動子連接于載體的待表達的基因序列上游（例如，將所述啟動子序列置于目標基因之 前），從而構建重組表達載體，將所述重組表達載體轉化到植物細胞、組織或器官中進行培 育。
[0014] 并且優選地，所述應用可以用于改良植物生長特性，所述植物為單子葉植物，例如 水稻、小麥、玉米、大麥、高粱或燕麥，優選為水稻。
[0015] 本發明中所提供的啟動子的DNA序列為（與序列表中SEQ ID No :1中相同）：
[0016]
【權利要求】
1. 一種響應環境水分脅迫的水稻干旱誘導型啟動子P0sDr〇4,其特征在于，所述水稻 干旱誘導型啟動子包含SEQ ID No:l所示的DNA序列。
2. 根據權利要求1所述的響應環境水分脅迫的水稻干旱誘導型啟動子P0sDr〇4,其特 征在于，所述響應環境水分脅迫的水稻干旱誘導型啟動子的DNA序列為SEQ ID N〇:l所示 的序列。
3. 根據權利要求1所述的響應環境水分脅迫的水稻干旱誘導型啟動子P0sDr〇4,其特 征在于，所述響應環境水分脅迫的水稻干旱誘導型啟動子P0sDr 〇4為在SEQ ID N〇:l所示 的DNA序列中添加、取代、插入或缺失一個或一個以上核苷酸生成的突變體或等位基因或 衍生物。
4. 一種表達盒、轉化子或重組表達載體，其特征在于，所述表達盒、轉化子或重組表 達載體包含權利要求1-3中任意一項所述的響應環境水分脅迫的水稻干旱誘導型啟動子 P0sDro4〇
5. -種根據權利要求1-3中任意一項所述的響應環境水分脅迫的水稻干旱誘導型啟 動子在培育轉基因植物中的應用，其特征在于，所述應用包括：將根據權利要求1-3中任意 一項所述的響應環境水分脅迫的水稻干旱誘導型啟動子連接于載體中待表達的基因序列 上游，從而構建重組表達載體；將所述重組表達載體轉化到植物細胞、組織或器官中進行培 育。
6. 根據權利要求5所述的應用，其特征在于，所述應用用于改良植物生長特性，所述植 物為單子葉植物：水稻、小麥、玉米、大麥、高粱或燕麥。
【文檔編號】C12N15/113GK104087588SQ201410324435
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月8日 優先權日:2014年7月8日
【發明者】魏鵬程, 楊劍波, 楊亞春, 馬卉, 李莉, 李 浩, 秦瑞英, 許蓉芳 申請人:安徽省農業科學院水稻研究所