本發(fā)明公開了一種岷江百合誘導(dǎo)型啟動(dòng)子PR4及其應(yīng)用，PR4的核苷酸序列如SEQ?ID?NO:1所示，本發(fā)明通過分子生物學(xué)和基因工程相關(guān)技術(shù)研究證實(shí)岷江百合啟動(dòng)子PR4響應(yīng)幾種植物激素和生物脅迫；將本發(fā)明岷江百合啟動(dòng)子PR4與β?葡萄糖苷酸酶基因構(gòu)建的融合表達(dá)框轉(zhuǎn)入煙草中表達(dá)，通過熒光法定量檢測轉(zhuǎn)基因煙草的葡萄糖苷酸酶活性，結(jié)果表明轉(zhuǎn)基因煙草在茉莉酸甲酯、水楊酸、尖孢鐮刀菌、鏈格孢、厚垣鐮刀菌處理后葡萄糖苷酸酶活性明顯增強(qiáng)；可見岷江百合啟動(dòng)子PR4是一種受植物激素和生物脅迫因子的誘導(dǎo)的啟動(dòng)子，能用于植物抗病基因工程。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及分子生物學(xué)以及基因工程相關(guān)研究領(lǐng)域，具體涉及一種誘導(dǎo)型啟動(dòng)子PR4及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

啟動(dòng)子是位于基因上游區(qū)域調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄的一段DNA序列，是一種重要的順式調(diào)控因子，決定基因轉(zhuǎn)錄的時(shí)空精確性和轉(zhuǎn)錄效率，從而調(diào)控下游基因的表達(dá)。啟動(dòng)子組成包括核心啟動(dòng)子與上游啟動(dòng)子元件。核心啟動(dòng)子由轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)、TATA框和5'UTR序列組成。上游啟動(dòng)子元件包括CAAT框、GC框和一些組成型及特異型元件，這些元件結(jié)合相應(yīng)的蛋白因子能夠提高轉(zhuǎn)錄效率。植物基因的啟動(dòng)子按表達(dá)方式可分為組成型啟動(dòng)子、誘導(dǎo)型啟動(dòng)子和組織特異性啟動(dòng)子。組織特異型啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)的基因表達(dá)常常只發(fā)生在某些特定的器官或組織部位，表現(xiàn)出發(fā)育調(diào)節(jié)的特性。誘導(dǎo)型啟動(dòng)子通常不啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄或轉(zhuǎn)錄活性很低，在某些特定信號(hào)刺激下，轉(zhuǎn)錄活性顯著提高。組織特異性啟動(dòng)子的特異表達(dá)不具有絕對(duì)性，如絕大部分果實(shí)特異性啟動(dòng)子同時(shí)存在乙烯應(yīng)答元件，故也可看作是乙烯誘導(dǎo)型啟動(dòng)子。

植物基因工程是將外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞，使其與受體染色體整合，改變受體植物遺傳特性的一種方法。它不但可以克服物種間的生殖隔離，還可以大大加快植物育種進(jìn)程。外源基因的表達(dá)必須有啟動(dòng)子的驅(qū)動(dòng)。傳統(tǒng)的基因工程中使用的大多是組成型啟動(dòng)子，它在植物的整個(gè)生命周期中都高強(qiáng)度表達(dá)，有可能導(dǎo)致基因產(chǎn)物過度累積以及隨之而來的代謝紊亂甚至植物死亡。誘導(dǎo)型啟動(dòng)子是在植物適應(yīng)環(huán)境和長期進(jìn)化過程中形成的，能夠響應(yīng)特殊的生物、物理、化學(xué)信號(hào)，進(jìn)而提高特定基因轉(zhuǎn)錄水平，來適應(yīng)一定范圍內(nèi)環(huán)境變化的一類啟動(dòng)子。在沒有誘導(dǎo)因子存在的條件下，它控制的編碼基因不表達(dá)或本底表達(dá)，一旦環(huán)境中出現(xiàn)誘導(dǎo)因素，編碼基因表達(dá)迅速增加。按照響應(yīng)環(huán)境的不同可以分為生物脅迫誘導(dǎo)的啟動(dòng)子、物理脅迫誘導(dǎo)的啟動(dòng)子、化學(xué)脅迫誘導(dǎo)的啟動(dòng)子。誘導(dǎo)型啟動(dòng)子不但可以避免目的基因的持續(xù)表達(dá)對(duì)植物能量造成過度消耗，而且可以消除基因產(chǎn)物積累對(duì)植物本身造成的傷害，成為近年來植物基因工程的研究熱點(diǎn)(楊瑞娟,?白建榮,?李銳等.?誘導(dǎo)型啟動(dòng)子在植物基因工程中的研究進(jìn)展.?山西農(nóng)業(yè)科學(xué),?2018,?46(2):?292-298)

誘導(dǎo)型啟動(dòng)子能按照植物的需求在外界環(huán)境改變時(shí)或在特定的發(fā)育階段接受信號(hào)、誘導(dǎo)并提高基因的表達(dá)，有利于節(jié)約植物自身資源消耗的同時(shí)提高植物的抗逆性。誘導(dǎo)型啟動(dòng)子大多具有以下共同特點(diǎn)：(1)啟動(dòng)子的活化受物理或化學(xué)信號(hào)的誘導(dǎo)；(2)具有增強(qiáng)序列、沉默序列或類似功能；(3)感受特異性誘導(dǎo)的序列都有明顯的專一性；(4)部分該類型的啟動(dòng)子同時(shí)具有組織特異性表達(dá)的特點(diǎn)(王志新,?趙琳,?李文濱.?植物誘導(dǎo)型啟動(dòng)子的研究進(jìn)展.?大豆科技,?2011(3):?5-9)。例如有光誘導(dǎo)型啟動(dòng)子、熱誘導(dǎo)型啟動(dòng)子、創(chuàng)傷誘導(dǎo)型啟動(dòng)子、激素誘導(dǎo)型啟動(dòng)子和真菌誘導(dǎo)型啟動(dòng)子等。