[发明专利]一种受光或生长素诱导的启动子HLP3

说明书

本发明公开了拟南芥的一个受光或生长素诱导的启动子HLP3，该启动子的核苷酸序列如SEQ ID No:1所示，其是通过PCR技术从拟南芥基因组中克隆获得。本发明还公开了所述启动子HLP3在植物基因功能研究或基因工程育种中的应用，是利用启动子HLP3分别与功能基因融合构建植物表达载体，并转入植物中，以实现在转基因植物体内的诱导型高表达。实验证实转基因植物在受光或生长素诱导后，报告基因GUS的表达活性比对照显著提高，表明启动子HLP3是一个受光或者生长素强烈诱导的启动子，预示启动子HLP3在植物的基因功能研究和作物遗传育种中有着巨大应用潜力。

技术领域

本发明属于植物生物工程育种和分子生物学技术领域，涉及一种植物的启动子，具体说，涉及拟南芥的一个受光或生长素诱导的启动子HLP3及其应用。

背景技术

植物的生长发育过程离不开光的影响，光不但能提供能量，也作为一种外源信号提供了季节变化和位置信息。植物感受光信号，并将信号传递到下游，影响植物的光形态建成。植物光形态建成与外界环境相协调(温度、庇荫、生物及非生物胁迫)，与自身生物钟相协调，使植物在改变的内外环境中更好地生存。而生长素作为植物体内一种至关重要的内源激素信号，其代谢和分布都直接关乎到植物的生长发育。在植物生长过程中，外界的光信号往往与内源的生长素信号协同作用于植物，例如植物的向光性生长就是光和生长素共同作用的结果。目前已有的研究了解到，光信号会影响植物生长素的合成与分布，生长素含量高低将直接关系到作物生长于发育。生长素能够整合各种环境信号，控制下游相关基因响应，影响作物器官大小，结实率等性状。可见，光和生长素是控制植物生长发育的两大关键要素。

既然光对植物的生长如此重要，那么光无论作为能源还是作为信号，在农业生产上都将对作物的产量构成影响。同样，生长素或者具有生长素活性的生长调节剂在目前也被广泛应用于农业生产中，用来调节瓜果蔬菜的生长与发育。从另一方面讲，如果能够通过作物改良，改变作物对光和生长素的感应，就有可能培育出更加高产稳产的新品种。随着分子生物学的迅速发展，转基因技术已为作物新品种的培育提供了新思路和新方法，具有方便快捷、目标定向、周期短等种种优势。目前在国内外商业化种植的转基因抗虫棉、抗虫玉米、抗除草剂大豆、抗病番木瓜等就是新一代育种技术的成功案例。这种技术依赖于发掘并克隆植物重要的抗逆功能基因和调控元件，进而进行作物的分子设计与遗传改良，以提高作物对不良环境的适应性，已经成为保证粮食安全的有效措施。

如果通过转基因技术改变作物对光和生长素的感应能力，光信号或生长素信号诱导型的启动子的发现和利用将变得尤为重要。然而，在目前作物遗传改良中能够被广泛使用的启动子非常有限，在单子叶植物主要使用来自玉米泛素(ubiquitin)基因的启动子和水稻肌动蛋白(actin)基因启动子，在双子叶植物主要使用来自花椰菜花叶病毒(CaMV)的35S启动子(Ye et al.2012)。这些启动子都属于组成型启动子，也就是说在这些启动子的调控下，目标基因每时每刻都在表达。这种类型的启动子不会对光和生长素做出响应，也就无法保证作物对光和生长素做出适当的反应。因此，针对光和生长素的作物遗传改良来讲，光信号或生长素信号诱导型启动子的发现、克隆、功能分析和利用已成为当前一个重要的创新研究方向。将功能明确的光信号或生长素信号诱导型启动子成功应用到转基因作物育种中将是未来遗传育种的重要方向。

申请人在相关研究中从拟南芥克隆到一种光或者生长素诱导的启动子，命名为启动子HLP3。该启动子功能揭示它在粮食作物、瓜果蔬菜等遗传育种上的应用将具有重要价值。迄今为止，未见该启动子克隆和应用的相关报道。

发明内容

针对目前的技术现状，本发明的目的是提供一种来源于拟南芥基因组的受光或生长素诱导的启动子及其应用。

本发明所述的拟南芥的一种受光或生长素诱导的启动子，命名为启动子HLP3；其特征在于：该启动子的核苷酸序列是下列核苷酸序列之一：

(1)序列表中SEQ ID No:1所示的DNA序列。