[发明专利]一种玉米wip1基因启动子及其应用

说明书

技术领域

本发明属于植物基因工程领域，具体涉及一种玉米wip1基因启动子及其应用。

背景技术

植物启动子控制植物基因的表达。外源基因在转基因植物中的表达强度也取决于外源基因前面的启动子强度。启动子可分为组成型、诱导型和组织特异启动子。组成型启动子可以使基因在植物中的所有部位和不同发育阶段都表达。目前应用最为广泛的此类启动子包括：来自烟草花叶病毒的355启动子、玉米泛素基因的Ubiquitin启动子、水稻肌动蛋白基因的Actin启动子。组织特异启动子使目的基因仅在植物特定的器官或组织表达，如玉米Zm13启动子使目的基因仅在花粉中表达(Hanson DD et al.，1989)。诱导型启动子在信号刺激下而具有转录活性。RD29A启动子能够驱动目的基因在干旱等胁迫条件下的表达，广泛应用于抗逆植物基因工程(Yamaguchi-Shinozaki，K.&Shinozaki，K.，1993).随着抗病虫基因越来越多的应用于农作物，使得作物产量得到了大幅度的提高。为了提高这些抗病虫基因在转基因作物中的表达，多是使用异源组成型启动子调控表达，比如CaMV35S，因此直接从禾谷类作物克隆高效表达的启动子具有重要的应用价值。

目前自然界共发现四大类蛋白酶抑制剂，包括丝氨酸蛋白酶抑制剂、巯基蛋白酶抑制剂、金属蛋白酶抑制剂和酸性蛋白酶抑制剂。其中丝氨酸蛋白酶抑制剂又可分为Kunitz、Bowman-Birk、PI-I和PI-II四个家族。Bowman-Birk族的独特分子特征是其分子中有两个独立的结合位点。玉米的一个基因wip1(wound-induced protein)是从玉米胚芽鞘cDNA的差显库里筛选得到的一个基因，受伤诱导表达，同各种Bowman-Birk族蛋白有30％的同源性(Rohrmeier T and Lehle L，1993)。该基因在创伤诱导15min时开始表达，60min表达达到顶峰，不受3，5-D，ABA，BAP，IAA和methyl jasmonate胁迫诱导，在胚芽鞘中试验，发现受伤之后，信号从受伤处向上传递(Eckelkamp C et al.，1993)。

目前在植物基因工程中所用的、能较强地启动基因转录的启动子主要局限于花椰菜花叶病毒35S启动子、水稻actin启动子和玉米ubiquitin启动子。进行多基因转化时使用相同的启动子容易产生基因沉默。需要发掘更多的具有强活性的启动子，以进行植物遗传操作。而发掘植物源性的启动子，特别是亲缘关系较近的启动子，在植物体内启动基因表达直至产生基因产物就显得尤为重要。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种具有高效启动活性的玉米wip1基因启动子Zmpwip1及其应用。

本发明启动子的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示，序列全长1442bp。根据植物顺式调控元件数据库(PLACE)的搜索，本发明所提供的启动子区域含有多个TATA box、W box和GCC box。

本发明技术人员应当理解根据SEQ ID No.1所示的核苷酸序列，对其替换、缺失或增加一个或几个核苷酸，获得具有相同功能的核苷酸序列，例如，在非应答元件或作用元件，替换一个或几个碱基。本领域技术人员还可以根据SEQ ID No.1的序列获得启动基因表达的DNA功能片段。因此，本发明所述的启动子还包括SEQ ID No.1所示的核苷酸序列经替换、缺失或增加一个或几个核苷酸，如将SEQ ID No.1所示的序列的5’端缺失掉约200bp，而衍生的具有控制基因表达的DNA功能片段。

本领域技术人员可以理解的是，本发明的启动子还包括由SEQ ID No.1产生的具有相同功能的DNA片段。所述的具有相同功能的DNA片段核苷酸序列与SEQ ID No.1所示的核苷酸序列的同源性至少大于90％、甚至95％、甚至98％的衍生的具有启动子基本元件，能启动基因表达的DNA片段。

在本发明的一个实施方案中，将SEQ ID No.1所示的序列分别进行5’端的115bp、211bp或511bp的缺失，而获得具有启动子功能的衍生出的启动子。

本领域技术人员可以将本发明启动子用于构建表达载体。此外还可以将目的基因可操作地连接到本发明的启动子之下，构建得到表达盒，进一步可将该表达盒导入植物表达载体，获得重组表达载体。因此，本发明还包括由上述启动子构建的表达盒，以及含有上述表达载体或表达盒的表达载体或重组载体。