一種水稻病原菌誘導啟動子制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及植物基因工程技術(shù)領(lǐng)域，提供了一個水稻病原菌誘導啟動子，該啟動子能夠被水稻白葉枯病病菌黃單胞菌PXO99、PXO61，水稻細菌性條斑病病菌RS105以及玉米紋枯病菌YWK-196所激活，同時，也能被脫落酸、赤霉酸、水楊酸、氯化鈉處理所激活。通過對啟動子截短驗證，確定了-513bp至-411bp和-411bp至-309bp這兩個區(qū)段為受病原菌誘導的關(guān)鍵區(qū)域。可以利用本發(fā)明專利技術(shù)啟動子構(gòu)建成各種植物表達載體，用于通過植物基因工程技術(shù)改善植物品質(zhì)和其他有益生產(chǎn)性狀。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及植物基因工程
，提供了一個水稻病原菌誘導啟動子，可用于通過植物基因工程技術(shù)改善植物抗病性和其他有益生產(chǎn)性狀。
技術(shù)介紹
由真菌、細菌、病毒以及線蟲引起的植物疾病為作物生產(chǎn)帶來巨大影響。植物擁有兩套不同的抗性機制:一是被動防御機制，是指一些抗性相關(guān)的形態(tài)結(jié)構(gòu)，如表皮和堅硬的細胞壁(Brady JD, Fry S.Formation of d1-1sodi tyro sine and loss of isodityrosinein the cell walls of tomato cell—suspension cultures treated with fungal elicitors or H2O2.Plant Physiol 1997,115:87-92.)。另一個是主動防御，主動防御是抗性基因與病原菌識別并且互作引起的。病原物無毒基因(avr)編碼的激發(fā)子與寄主植物響應(yīng)的抗病基因(R)編碼激發(fā)子的受體分子相互作用產(chǎn)生抗病反應(yīng)。植物抗病防衛(wèi)反應(yīng)一般經(jīng)歷信號識別、信號傳導、防衛(wèi)基 因表達三個環(huán)節(jié)。主動防御中所有類型的抗病機制都要依靠防衛(wèi)基因表達，抵抗的有效性取決于基因表達的時空特性。正是由于防衛(wèi)基因的時空表達特性，其啟動子往往具有某些特殊的順式作用元件，人們可以利用防衛(wèi)基因、尤其是其順式元件為基因工程改良提供有利的工具。植物中絕大部分抗病基因都編碼具有核苷酸結(jié)合位點以及亮氨酸重復的蛋白(NBS-LRR), (McHale L, Tan X, Koehl P，Michelmore Rff.PlantNBS-LRR proteins !adaptable guards.Genome Biol 2006，7:212.)。但是對于這類基因的啟動子研究還比較少。植物基因啟動子是重要的順式作用元件，是位于結(jié)構(gòu)基因5 '端上游區(qū)的DNA序列，是轉(zhuǎn)錄調(diào)控的中心。從1983年第一株轉(zhuǎn)基因植物問世以來，啟動子一直是基因工程的研究熱點，選擇合適并有效表達的啟動子將為基因工程的研究奠定堅實的基礎(chǔ)。組織特異啟動子可以使外源基因的表達只發(fā)生在某些特定的器官或組織部位，并往往表現(xiàn)出發(fā)育調(diào)節(jié)特性；誘導型啟動子可以使外源基因?qū)δ承┬盘柈a(chǎn)生響應(yīng)，只在特殊信號刺激下表達。這些啟動子的最大優(yōu)點是:它克服了組成型啟動子啟動的外源基因在受體植物中非特異性的持續(xù)、高效表達所造成的浪費，并且滿足某些需要外源基因特異表達的需求。組織特異性或誘導表達啟動子一直以來都是植物基因工程研究的重點和難點。目前，已經(jīng)找到一些組織特異性或誘導表達啟動子，并發(fā)現(xiàn)其上存在的相應(yīng)的順式因子，為后來的啟動子研究奠定了基礎(chǔ)。煙草的Sar8.2b基因受水楊酸(SA)誘導，在其啟動子上發(fā)現(xiàn)了幾個順式作用因子，包括as-1因子、GT21和Dof結(jié)合序列。SA誘導Sar8.2b基因表達可能存在于-728至_927bp和-197至_351bp的區(qū)域的順式因子中(Song F，GoodmanRM.Cloning and identification of the promoter of the tobacco Sar8.2b gene, agene involved in systemic acquired resistance.Gene 2002，290:115-124.X玉米鹿糖合成酶 I 只在韌皮部細胞中表達(Yang NS, Russell D.Maize sucrose synthase-promoterdirects phloem cell specific expression of gus gene in transgenic tobaccoplants.Proc Natl Acad Sci 1990,87:4144-4148.)。PsGNS2 啟動子只在種子中特異表達(Buchner P，Rochat C, Wuilleme S，Boutin JP.Characterization of a tissue-specificanddevelopmentalIy regulated beta-1, 3-glucanase gene in pea(Pisum sativum).Plant Mol Biol 2002，49:171-186.)。水稻是最重要的糧食作物之一，水稻的真菌病害以及細菌病害都會造成產(chǎn)量減少及品質(zhì)下降。水稻抗病基因的克隆以及啟動子的分離可以使我們更好地了解寄主與病原菌的互作并為基因工程改良奠定基礎(chǔ)。因此如何利用水稻抗病基因的克隆以及啟動子的分離獲得抗病植株成為亟待解決的問題之一。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的專利技術(shù)人針對上述現(xiàn)有技術(shù)的情況，提供了一個水稻病原菌誘導啟動子，該啟動子能夠被水稻白葉枯病病菌黃單胞菌PX099、PX061，水稻細菌性條斑病病菌RS105以及玉米紋枯病菌YWK-196所激活，同時·，也能被脫落酸、赤霉酸、水楊酸、氯化鈉處理所激活。通過對該啟動子進行截短，確定了 _513bp至-411bp和-411至-310bp為病原誘導關(guān)鍵區(qū)域。可以利用本專利技術(shù)啟動子構(gòu)建成各種植物表達載體，用于通過植物基因工程技術(shù)改善植物品質(zhì)和其他有益生產(chǎn)性狀。專利技術(shù)人首先提供了一個水稻病原菌誘導啟動子，該啟動子基因序列中含有如序列表SEQ ID N0.1所示的DNA序列。該啟動子來源于水稻IRBB13 (Oryza sativa),是下述核苷酸序列之一:序列表中SEQ ID N0.1所示的DNA序列或部分DNA序列。序列表中的SEQ ID N0.1由2257個堿基組成。自5 '端第2198位堿基為轉(zhuǎn)錄起始位點，記為+1。其中TATA框位于轉(zhuǎn)錄起始位點上游-30至-25位堿基，而CAAT框位于-72至-69位堿基，這些元件在轉(zhuǎn)錄中是基本啟動子元件。自5 '端第-1239位，-183位堿基為黃化誘導元件ACGTATERD1 ;自5 ,端第-1793位，-1750位，-682位堿基為胚和胚乳特異表達元件CANBNNAPA ;自5 ,端第-128位堿基為脫水響應(yīng)元件CBFHV ;自5 z端第-1474位，-1137位，-837位，-168位堿基為熱激蛋白基因表達元件CCAATB0X1 ;自5 z端第-55位堿基為黑暗響應(yīng)元件CDAATCAB2 ;自5 ,端第-2079位，-1773位，-1243位，-739位堿基為銅離子誘導表達元件CUREC0RECR ;自5 ,端第-1714 位，-1276 位，-1005 位，-906 位，-725 位，-587 位，-380 位，-333 位，-230 位堿基為DNA結(jié)合蛋白基因表達元件D0FC0REZM;自5,端第-2069位，-1631位，-1572位，-1566位，-1527位，-220位堿基為貯藏蛋白基因表達元件EB0XBNNAPA ;自5,端第-2119位，-1252位，-1186位堿基為增強子元件EECCRCAH1 ;自5 ,端第-336位堿基為氮響應(yīng)元件 EMHVCH0RD ;自 5 ,端第-1805 位，-1670 位，-1441 位，-1071 位，-698 位，-392位，-284位，-227位，-212位堿基為光誘導元件GATAB0X ;自5 ,端第-2137位，-315位堿基為病原菌和鹽離本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種水稻病原菌誘導啟動子，其特征在于：其基因序列如SEQ?ID?NO.1所示。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種水稻病原菌誘導啟動子，其特征在于:其基因序列如SEQ ID N0.1所示。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的啟動子，其特征在于:該啟動子可以被病原菌激活，或者在用脫落酸、赤霉酸、水楊酸、氯化鈉處理時能...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：儲昭輝，丁新華，李寧，
申請(專利權(quán))人：山東農(nóng)業(yè)大學，
類型：發(fā)明
國別省市：