本發(fā)明屬于植物基因工程，尤其涉及植物維管組織特異表達(dá)啟動(dòng)子proapl及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、啟動(dòng)子是一段提供rna聚合酶識(shí)別和結(jié)合的序列，它位于基因的上游。一旦rna聚合酶定位并結(jié)合到啟動(dòng)子序列上，即可啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄，使生物體的生長(zhǎng)發(fā)育、生理過(guò)程有序的進(jìn)行，因此保證了植物的正常生長(zhǎng)發(fā)育。啟動(dòng)子的類型可分為組成型啟動(dòng)子、組織特異性啟動(dòng)子、誘導(dǎo)型啟動(dòng)子。組成型啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)基因在所有細(xì)胞、組織和器官中持續(xù)表達(dá)；組織特異性啟動(dòng)子調(diào)控基因只在某些特定的部位或器官中表達(dá)。迄今為止，在植物表達(dá)載體中廣泛應(yīng)用的啟動(dòng)子是組成型啟動(dòng)子，例如，絕大多數(shù)雙子葉轉(zhuǎn)基因植物均使用花椰菜花葉病毒（camv）35s啟動(dòng)子和農(nóng)桿菌胭脂堿合酶（nos）啟動(dòng)子，單子葉轉(zhuǎn)基因植物主要使用來(lái)自水稻osact1啟動(dòng)子和玉米多泛素基因（zmubi1）啟動(dòng)子，并且這些啟動(dòng)子已證明其作為誘導(dǎo)植物基因表達(dá)的有效性。但由于組成型啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)的基因在植物不同組織器官中均有強(qiáng)表達(dá)，應(yīng)用中逐漸暴露出組成啟動(dòng)子會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)基因植株較對(duì)照植物生長(zhǎng)緩慢、植株變矮、產(chǎn)量下降甚至導(dǎo)致死亡等問(wèn)題。形成層是林木生長(zhǎng)的關(guān)鍵部位，它不僅負(fù)責(zé)木材的形成，還對(duì)林木的徑向生長(zhǎng)和形態(tài)建成起著重要作用。通過(guò)應(yīng)用形成層特異啟動(dòng)子，調(diào)控與細(xì)胞分裂、伸長(zhǎng)和分化相關(guān)基因的表達(dá)，能夠促進(jìn)形成層細(xì)胞的分裂和增殖，增加木材的產(chǎn)量。形成層細(xì)胞活動(dòng)的維持是木本植物莖不斷增粗的保障，在植物基因工程的研究中利用形成層區(qū)域特異啟動(dòng)子來(lái)驅(qū)動(dòng)靶基因特異性表達(dá)于林木形成層區(qū)域，可以有效地發(fā)揮目的基因在形成層區(qū)域的作用，從而有目的的進(jìn)行林木品質(zhì)改良。因此，開發(fā)林木形成層區(qū)域特異性的啟動(dòng)子，進(jìn)行針對(duì)性、精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)育種勢(shì)在必行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了植物維管組織特異表達(dá)啟動(dòng)子proapl及其應(yīng)用，本發(fā)明提供組織特異表達(dá)啟動(dòng)子能夠有效在楊樹維管組織中特異性表達(dá)，可以在特定組織中特異性地發(fā)揮外源基因表達(dá)產(chǎn)物的功能，調(diào)控外源基因在植物維管組織中持續(xù)地表達(dá)。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種植物維管組織特異表達(dá)啟動(dòng)子proapl，所述維管組織特異表達(dá)啟動(dòng)子proapl的核苷酸序列如seq?id?no.1所示。

3、優(yōu)選的，所述維管組織特異表達(dá)啟動(dòng)子proapl在楊樹維管組織中特異表達(dá)。

4、優(yōu)選的，所述維管組織特異表達(dá)啟動(dòng)子proapl在楊樹形成層中特異表達(dá)。

5、本發(fā)明還提供了所述植物維管組織特異表達(dá)啟動(dòng)子proapl在調(diào)控目的基因在楊樹維管組織中特異表達(dá)中的應(yīng)用。

6、本發(fā)明還提供了所述植物維管組織特異表達(dá)啟動(dòng)子proapl在植物遺傳改良中的應(yīng)用，所述植物為楊樹。

7、本發(fā)明還提供了含有所述植物維管組織特異表達(dá)啟動(dòng)子proapl的表達(dá)盒。

8、本發(fā)明還提供了含有所述植物維管組織特異表達(dá)啟動(dòng)子proapl的重組表達(dá)載體。

9、本發(fā)明還提供了含有所述植物維管組織特異表達(dá)啟動(dòng)子proapl的工程菌。

10、本發(fā)明還提供了一種培育轉(zhuǎn)基因植物的方法，包括將所述維管組織特異表達(dá)啟動(dòng)子proapl、所述表達(dá)盒、所述重組表達(dá)載體或所述工程菌轉(zhuǎn)入植物中的步驟；所述植物為楊樹。

11、本發(fā)明還提供了所述表達(dá)盒、所述重組表達(dá)載體或所述工程菌在調(diào)控目的基因在楊樹維管組織中特異表達(dá)中的應(yīng)用。

12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果：

13、本發(fā)明的楊樹維管組織特異性表達(dá)啟動(dòng)子proapl來(lái)源于銀腺楊‘84k’基因組dna，所述楊樹維管組織特異性表達(dá)啟動(dòng)子proapl片段大小為1889bp，具有以下特點(diǎn)：（1）位于pop_a10g069473基因的5’端及其上游；（2）堿基長(zhǎng)度為1889bp；（3）具有引發(fā)轉(zhuǎn)錄的必要位點(diǎn)及轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)；（4）在楊樹維管組織中特異性表達(dá)，調(diào)控外源基因在植物特定組織器官中持續(xù)地表達(dá)，避免能源浪費(fèi)并增加轉(zhuǎn)基因的效果，減少了基因因?yàn)榻M成性表達(dá)而引起的植株矮化、基因沉默等問(wèn)題，不僅可以為轉(zhuǎn)基因楊樹育種服務(wù)，也可以為長(zhǎng)遠(yuǎn)的啟動(dòng)子改造和設(shè)計(jì)儲(chǔ)備資源服務(wù)。本發(fā)明還公開了含有組織特異性表達(dá)啟動(dòng)proapl的重組表達(dá)載體，在重組表達(dá)載體的組織特異性表達(dá)啟動(dòng)子proapl調(diào)控下使下游基因在植物維管組織中特異性表達(dá)，為植物基因工程領(lǐng)域研究基因在植物維管組織中高效、穩(wěn)定、特異性地表達(dá)提供了工具，具有廣泛的應(yīng)用前景。

14、通過(guò)楊樹維管組織特異性啟動(dòng)子proapl的研究，揭示木材品質(zhì)形成的調(diào)控機(jī)制，有助于實(shí)現(xiàn)木材品質(zhì)的定向改良、培育滿足需求的林木新品種。利用維管組織的結(jié)構(gòu)特性使其組織特異性啟動(dòng)子融合功能性基因，開發(fā)大量的特殊應(yīng)用系統(tǒng)，利于開發(fā)新型遺傳工具、增加維管束生物量的積累和增強(qiáng)林木脅迫耐受性方面的研究，可以充分地發(fā)揮維管束啟動(dòng)子proapl的應(yīng)用價(jià)值。這將為木本植物維管組織發(fā)育和木材形成的分子機(jī)制提供新的科學(xué)理論基礎(chǔ)和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，為速生林木樹種材性改良的分子品種設(shè)計(jì)提供相關(guān)的理論和技術(shù)支持。

技術(shù)特征：

1.一種植物維管組織特異表達(dá)啟動(dòng)子proapl，其特征在于，所述維管組織特異表達(dá)啟動(dòng)子proapl的核苷酸序列如seq?id?no.1所示。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述維管組織特異表達(dá)啟動(dòng)子proapl，其特征在于，所述維管組織特異表達(dá)啟動(dòng)子proapl在楊樹維管組織中特異表達(dá)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述維管組織特異表達(dá)啟動(dòng)子proapl，其特征在于，所述維管組織特異表達(dá)啟動(dòng)子proapl在楊樹形成層中特異表達(dá)。

4.如權(quán)利要求1所述植物維管組織特異表達(dá)啟動(dòng)子proapl在調(diào)控目的基因在楊樹維管組織中特異表達(dá)中的應(yīng)用。

5.如權(quán)利要求1所述植物維管組織特異表達(dá)啟動(dòng)子proapl在植物遺傳改良中的應(yīng)用，其特征在于，所述植物為楊樹。

6.含有權(quán)利要求1所述植物維管組織特異表達(dá)啟動(dòng)子proapl的表達(dá)盒。

7.含有權(quán)利要求1所述植物維管組織特異表達(dá)啟動(dòng)子proapl的重組表達(dá)載體。

8.含有權(quán)利要求1所述植物維管組織特異表達(dá)啟動(dòng)子proapl的工程菌。

9.一種培育轉(zhuǎn)基因植物的方法，其特征在于，包括將權(quán)利要求1所述維管組織特異表達(dá)啟動(dòng)子proapl、權(quán)利要求6所述表達(dá)盒、權(quán)利要求7所述重組表達(dá)載體或權(quán)利要求8所述工程菌轉(zhuǎn)入植物中的步驟；所述植物為楊樹。

10.如權(quán)利要求6所述表達(dá)盒、權(quán)利要求7所述重組表達(dá)載體或權(quán)利要求8所述工程菌在調(diào)控目的基因在楊樹維管組織中特異表達(dá)中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了植物維管組織特異表達(dá)啟動(dòng)子ProAPL及其應(yīng)用，屬于植物基因工程技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種植物維管組織特異表達(dá)啟動(dòng)子ProAPL，所述維管組織特異表達(dá)啟動(dòng)子ProAPL的核苷酸序列如SEQ?ID?NO.1所示。本發(fā)明提供楊樹維管組織特異表達(dá)啟動(dòng)子ProAPL，能夠有效在楊樹維管組織中特異性表達(dá)，可以在特定組織中特異性地發(fā)揮外源基因表達(dá)產(chǎn)物的功能，調(diào)控外源基因在植物維管組織中持續(xù)地表達(dá)。

技術(shù)研發(fā)人員：安軼,何亮亭,馬鐘伊,張進(jìn),盧孟柱
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江農(nóng)林大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24