[发明专利]AaALDH1基因启动子及其用途

说明书

本发明公开了一种启动子，该启动子是能调控基因在分泌型腺毛中特异表达，其核苷酸序列如SEQ ID No：1所示。本发明还提供了该启动子在利用植物分泌型腺毛组织表达和生产代谢产物的基因工程育种中的应用。另外，本发明还公开了包含该启动子的载体和表达盒。本发明为研究AaALDH1基因的表达调控和分析启动子上的顺式作用元件奠定基础，也对利用植物分泌型腺毛组织表达和生产代谢产物的基因工程育种具有重要意义。

技术领域

本发明属于生物工程领域，涉及一种启动子及其应用，尤其涉及一种在植物分泌型腺毛中特异表达的转运蛋白基因启动子(proAaALDH1)及其在转基因植物中的应用。

背景技术

青蒿(Artemisia annua L.)是菊科蒿属的一年生草本植物，从青蒿中可以提取一种倍半萜内酯类过氧化物——青蒿素，青蒿素对治疗疟疾效果显著，被世界卫生组织称做是“世界上唯一有效的疟疾治疗药物”。目前，世界卫生组织推荐的最有效的治疗疟疾的方法就是青蒿素联合疗法(Artemisinin-based combination therapies，ACTs)。植物青蒿是目前世界上唯一获取青蒿素的天然资源，但其青蒿素合成量极低，仅为干重的0.1-0.8％，使得这种药物的大规模商业化生产受到了限制。

在目前的青蒿基因工程研究中，多采用组成型的启动子，例如烟草花叶病毒35S启动子(CaMV35)。这种启动子能够驱动外源基因在所有的组织和器官中表达，可能会对植物的正常生长造成一定的负担和危害。由于腺毛特异表达的启动子对于植物的腺毛系统进行遗传操作，不会对植物的生长发育造成危害，可以克服组成型启动子的种种弊端，因此，克隆得到青蒿分泌型腺毛特异性的启动子对青蒿素代谢工程具有较为重要的意义。

AaALDH1(青蒿醛还原酶基因)编码青蒿素合成途径下游的一个关键酶，可以催化青蒿素前体青蒿醛和二氢青蒿醛的氧化反应。AaALDH1在叶片发育初期及不同组织部位中的表达谱与青蒿素合成途径中分泌型腺毛特异性表达的基因ADS、CYP71AV1和DBR2均具有较高的相似性。因此，该基因的启动子也极有可能在分泌型腺毛中特异性表达。

因此，本发明致力于开发一种植物腺毛组织特异表达的启动子，尤其是一种AaALDH1启动子。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种使基因在植物分泌型腺毛中特异性表达的启动子，尤其是使AaALDH1基因在植物分泌型腺毛中特异高效表达的启动子，从而为研究AaALDH1基因的表达调控和分析启动子上的顺式作用元件奠定基础，也对利用植物腺毛组织表达和生产代谢产物的基因工程育种具有重要意义。

为实现上述目的，本发明的一方面提供了一种启动子，该启动子是能调控基因在分泌型腺毛中特异表达，其核苷酸序列如SEQ ID No：1所示。该启动子为特异型启动子。

进一步地，该启动子是青蒿AaALDH1基因上游的启动子。

进一步地，该启动子上的顺式作用元件包括：TATA box、CAAT box、GARE-motif、AE-box、GA-motif、ARE、HSE和TCCC-motif。

本发明的另一方面提供上述启动子的应用，是在利用植物分泌型腺毛组织表达和生产代谢产物的基因工程育种中的应用。

进一步地，其中代谢产物为青蒿素。

本发明的又一方面提供一种载体，该载体连接有如上所述的启动子。该载体可以是pCAMBIA1391z载体。

本发明的再一方面，提供一种制备高产青蒿素的转基因青蒿的方法，包括以下步骤：

步骤一、根据青蒿基因组中AaALDH1基因启动子序列，利用巢式PCR克隆如上所述的启动子的序列；