CN112322624A - 一种玉米根部特异性表达的启动子ZmREG1-pro及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种玉米根部特异性表达的启动子ZmREG1‑pro及其应用，启动子ZmREG1‑pro的核苷酸序列为SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列，或为具有与SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列互补的核苷酸序列，或为与SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列具有75％以上同源性且同样具有启动功能的DNA分子。本发明的玉米根部特异性表达的启动子ZmREG1‑pro能够启动目的基因在植物根部进行特异性地表达，对于玉米作物基因的改良具有重要意义和广泛的应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及基因工程技术领域，具体涉及一种玉米根部特异性表达的启动子ZmREG1-pro及其应用。
背景技术
组织特异性的启动子在某个特异的组织中表达。就植物而言，组织特异性的启动子可以在植物的特定组织如叶片、种子、根或生殖器官等启动目的基因的表达。这对于转基因作物的生物安全性以及遗传改造具有重要意义。
目前，大多数组织特异性启动子的研究主要集中在植物的地上部分，根部特异性启动子的研究及应用相对较少，目前尚没有关于玉米根部特异性表达的启动子的相关研究。根系对植物生长发育至关重要，植物主要靠根系吸取土壤中的养分及水分，起到运输营养物质、贮存营养、支撑与固定等作用。此外根部受环境的变化的影响较大，它能感知自然环境的胁迫因素如干旱、高温、高湿、盐碱及重金属离子等，并迅速做出反应。
玉米的根具有药用价值，它对人类的胆囊炎和结石以及黄疸型肝炎都有很好的治疗作用。因此，玉米根部特异性基因的研究对培育抗干旱、盐碱等逆境因素的作物，提高和改良作物产量与品质具有重要意义，故根特异性启动子就成为研究根基因表达非常必要的基因工程元件，具有广泛的应用价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种玉米根部特异性表达的启动子ZmREG1-pro及其应用，解决现有技术中无法对玉米根部组织特异表达育种的问题。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种玉米根部特异性表达的启动子ZmREG1-pro，其核苷酸序列为SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列，或为具有与SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列互补的核苷酸序列，或为与SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列具有75％以上同源性且同样具有启动功能的DNA分子。
一种根部特异性表达的启动子ZmREG1-pro，其核苷酸序列为SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列，或为具有与SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列互补的核苷酸序列，或为与SEQ IDNO:1所示的核苷酸序列具有90％以上同源性且同样具有启动功能的DNA分子。
需要说明的是，凡是经过人工修饰的，与本发明得到的启动子ZmREG1-pro的SEQID NO:1所示的核苷酸序列具有75％或者更高同一性且具有启动功能的DNA分子，均是衍生于本发明的启动子ZmREG1-pro的核苷酸序列并且等同于该核苷酸序列。
本发明还提供一种含有上述的启动子pCAMBIA3301-ZmREG1-pro::GUS的重组载体。
本发明还提供了上述的启动子ZmREG1-pro在根部组织特异表达育种中的应用，其中根部组织是单子叶作物的根部组织，优选是玉米的根部组织；启动子ZmREG1-pro通过启动目的基因在根部组织特异表达育种中的应用，尤其是启动子ZmREG1-pro通过启动目的基因在玉米根部组织特异表达育种中的应用。
本发明通过采集玉米的V6时期和R1时期(V6时期即第六叶完全展开，雄穗生长锥开始伸长，即拔节；R1时期即雌穗的花丝开始露出苞叶，即吐丝期)6个不同组织的样品，每组设立3次生物学重复，进行RNA提取。利用RNA Seq高通量测序，分析特异性表达基因，如图1所示。
实施本发明的玉米根部特异性表达的启动子ZmREG1-pro及其应用，具有以下有益效果：本发明的玉米根部特异性表达的启动子ZmREG1-pro能够启动外源基因在植物根部进行特异性地表达，对于玉米作物基因的改良具有重要意义和广泛的应用价值。
附图说明
图1是本发明的玉米根部特异性表达的启动子ZmREG1-pro驱动REG1基因在不同组织中RNA Seq中的表达值的柱状图。
图2是ZmREG1-pro启动子驱动REG1基因在玉米不同组织中荧光定量PCR基因表达柱状图。
图3是含有上述启动子ZmREG1-pro重组载体pCAMBIA3301-ZmREG1pro::GUS的图谱。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的玉米根部特异性表达的启动子ZmREG1-pro及其应用作进一步说明：
本发明的玉米根部特异性表达的启动子ZmREG1-pro中的调控元件的分析参见表1。
表1：利用PlantCARE预测ZmREG1-pro序列中调控元件
实施例1
1材料
1.1植物材料
本发明使用的玉米品种为B73(Zea mays ssp.mays L.)栽培品种B73植物,在22-26℃，65％相对湿度和14小时光周期的人工植物培养箱中培养。需要说明的是，其培养方法是现有技术中常用的培养方法，这里不再进行详细赘述。
2方法
2.1 RNA的提取
将玉米培育至V6时期和R1时期(V6时期即第六叶完全展开，雄穗生长锥开始伸长，即拔节；R1时期即雌穗的花丝开始露出苞叶，即吐丝期)，分别取V6时期的叶子、茎和根，R1时期的叶、雌穗和雄穗，采用TRIzol法进行RNA的提取，其中取上述不同组织的样品，每个样品设立3次生物学重复。进行RNA Seq构建文库工作和高通量测序。如图1-3所示，测序结果分析得出V6时期的玉米根部ZmREG1基因表达量最高。
需要说明的是，TRIzol法是现有技术中提取RNA常用的方法，这里不再进行详细赘述。
2.2启动子信息分析
通过在线分析启动子软件PlantCARE(Bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/plantcare/html/)对启动子ZmREG1的序列进行分析。其中，G-box在很多植物启动子中都有发现，它是很多应激响应启动子行使功能所必须的元件，在植物启动子对光、无氧环境和植物激素的影响过程中起到很重要的作用。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进或变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围之内。
序列表
<110> 深圳大学
<120> 一种玉米根部特异性表达的启动子ZmCCD-pro及其应用
<160> 1
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 2000
<212> DNA
<213> 玉米(Zea mays Linn. Sp.)
<400> 1
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Claims (5)
1.一种玉米根部特异性表达的启动子ZmREG1-pro，其特征在于，其核苷酸序列为SEQID NO:1所示的核苷酸序列，或为具有与SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列互补的核苷酸序列，或为与SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列具有75％以上同源性且同样具有启动功能的DNA分子。
2.一种根部特异性表达的启动子ZmREG1-pro，其特征在于，其核苷酸序列为SEQ IDNO:1所示的核苷酸序列，或为具有与SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列互补的核苷酸序列，或为与SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列具有90％以上同源性且同样具有启动功能的DNA分子。
3.一种含有权利要求1或2所述的启动子pCAMBIA3301-ZmREG1-pro::GUS的重组载体。
4.一种权利要求1或2所述的启动子ZmREG1-pro在根部组织特异表达育种中的应用。
5.一种权利要求1或2所述的启动子ZmREG1-pro在玉米根部组织特异表达育种中的应用。
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