[发明专利]启动子GmLHY在调控基因时间特异性响应光信号中的应用

说明书

本发明涉及植物基因工程技术领域，具体涉及启动子GmLHY在调控基因时间特异性响应光信号中的应用。本发明提供一种能够在特定时间响应光信号调节基因近日节律性表达相位的大豆启动子GmLHY，由该启动子驱动的基因，不仅可呈现近日节律性表达，而且，还可在特定时间的光照处理条件下改变节律性表达的相位，在植物基因表达调控以及具有优良性状的转基因植物构建和育种中具有较高的应用价值。

技术领域

本发明涉及植物基因工程技术领域，具体涉及启动子GmLHY在调控基因时间特异性响应光信号中的应用。

背景技术

生物钟是维持植物自身生长发育和物质代谢与环境昼夜节律同步化的内源分子机制。CCA1(CIRCADIAN CLOCK ASSOCIATED 1)是植物中第一个被克隆的生物钟基因，CCA1和其同源基因LHY(LATE ELONGATED HYPOCOTYL)在清晨表达，CCA1和LHY形成同源和异源二聚体，通过结合靶基因启动子区抑制TOC1等基因的表达。能够驱动基因节律性表达的启动子的发现对于植物的基因表达和节律性调控具有重要作用，而可在特定时间响应光信号调节节律表达方式的启动子对于改变基因的节律性表达方式提供了有力的分子工具。

发明内容

本发明的目的是提供能够调控基因时间特异性响应光信号调控近日节律性表达的大豆启动子。

为实现上述目的，本发明对大豆中参与生物钟调控并呈现节律性表达的基因上游序列(启动子区)进行了大量筛选，本发明发现，有些基因的启动子区虽然能够调控基因呈现近日节律性表达，但在持续黑暗条件下不能维持稳健的节律性；有些基因的启动子区虽然能够响应光照处理，但并不能调整节律性表达的相位。本发明发现，GmLHY基因(基因ID：Glyma07g05410)的上游序列能够在环境温度恒定、持续黑暗条件下节律性表达，且能够通过在不同的特定时间响应光照处理，实现基因近日节律性表达相位的前移和后置的双向调节。本发明还发现选取GmLHY基因上游不同长度的序列片段，其对于光信号的响应以及节律性表达的相位和表达强度明显不同，其中，如SEQ ID NO.1所示的启动子可高效驱动基因时间特异性响应光信号调节近日节律性表达的相位。

具体地，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供启动子GmLHY或含有所述启动子GmLHY的表达盒、载体或微生物在调控基因在植物中近日节律性表达中的应用。

第二方面，本发明提供启动子GmLHY或含有所述启动子GmLHY的表达盒、载体或微生物在驱动目标基因在环境温度恒定、持续黑暗条件下近日节律性表达中的应用。

第三方面，本发明提供启动子GmLHY或含有所述启动子GmLHY的表达盒、载体或微生物在检测植物在环境温度恒定、持续黑暗条件下的近日节律表型中的应用。

第四方面，本发明提供启动子GmLHY或含有所述启动子GmLHY的表达盒、载体或微生物在通过环境光信号处理，时间特异性调控目标基因在植物中节律性表达相位中的应用。

优选地，所述调控近日节律性表达的相位为近日节律性表达的相位的前移或后置。

具体地，在“清晨”进行光信号处理，近日节律性表达相位前移，在“下午”进行光信号处理，近日节律性表达相位不变，在“夜间”进行光信号处理，近日节律性表达相位后置。

第五方面，本发明提供启动子GmLHY或含有所述启动子GmLHY的表达盒、载体或微生物在植物时间特异性响应光信号的近日节律性调控中的应用。

本发明所述的光信号处理具体为光照处理，所述光照处理优选为在温度恒定条件下，使用光强在≥50μmol/m²/s的白光处理，优选为在光强≥100μmol/m²/s的白光处理。

第六方面，本发明提供启动子GmLHY或含有所述启动子GmLHY的表达盒、载体或微生物在制备植物近日节律性改变的转基因植物中的应用。