(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210640835.8 (22)申请日 2022.06.07 (71)申请人 中国计量大 学 地址 310018 浙江省杭州市下沙高教园区 学源街258号 (72)发明人 方萍萍　徐沛　胡艳楠　夏汶君　 李海兰　吴昕扬　孙挺　 (74)专利代理 机构 上海大视知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 31314 专利代理师 顾小伟 (51)Int.Cl. C12N 15/113(2010.01) C12N 15/11(2006.01) C12N 15/82(2006.01) A01H 5/00(2018.01)A01H 6/54(2018.01) (54)发明名称 重金属诱导型启动子以及相关引物对、 表达 载体和应用 (57)摘要 本发明提供了一种重金属诱导型启动子， 其 核苷酸序列如SEQ  ID NO:1所示。 还提供了一种 含有重金属诱导型启动子的植物重组表达载体、 扩增重金属诱导型启动子的引物对、 以及重金属 诱导型启动子或植物重组表达载体在控制基因 在植物中重金属诱导表达中的应用。 本发明的重 金属诱导型启动子能够控制基因在植物中重金 属诱导表达， 可以为研究植物基因表达、 调控和 利用基因工程方法改变植物对重金属耐受性和 富集方式， 开发检测重金属的探针提供有用的核 心元件， 适于大规模推广应用。 权利要求书1页 说明书7页 序列表2页 附图3页 CN 115109777 A 2022.09.27 CN 115109777 A 1.一种重金属诱导型启 动子， 其特征在于， 所述的重金属诱导型启 动子的核苷酸序列 如SEQ ID NO:1所示。 2.一种植物重组表达载体， 包括植物表达载体， 其特征在于， 所述植物重组表达载体还 包括如权利要求1所述的重金属诱导型启动子， 所述植物表达载体中整合有所述的重金属 诱导型启动子 。 3.如权利要求2所述的植物重组表达载体， 其特征在于， 所述植物表达载体是pNC ‑ 35S::GFP。 4.如权利要求3所述的植物重组表达载体， 其特征在于， 所述植物重组表达载体是pNC ‑ 35S::GFP‑PvGIP1Pro: :GUS， 其中所述PvGIP1Pro 为所述的重金属诱 导型启动子 。 5.一组引物对， 其特征在于， 所述引物对根据如权利要求1所述的重金属诱导型启动子 的核苷酸序列进行设计。 6.如权利要求5所述的引物对， 其特征在于， 所述引 物对的核苷酸序列如SEQ  ID NO:2 和SEQ ID NO:3所示。 7.如权利要求1所述的重金属诱导型启动子或如权利要求2～权利要求4中任一项所述 的植物重组表达载体在控制基因在植物中重金属诱 导表达中的应用。 8.如权利要求7 所述的应用， 其特 征在于， 所述 植物为菜豆 。 9.如权利要求7 所述的应用， 其特 征在于， 所述 植物为菜豆发状根 植株。 10.如权利要求7所述的应用， 其特征在于， 所述基因是GUS基因， 或者， 所述重金属是 Cd、 Cr、 Mn、 N i或Cu。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115109777 A 2重金属诱导型启动子以及相关引物对、 表达载体和应用 技术领域 [0001]本发明涉及生物技术及植物基因工程技术领域， 更具体地， 涉及控制基因在植物 中诱导表达的启动子技术领域， 特别是指一种重金属 诱导型启动子以及相关引物对、 表达 载体和应用。 背景技术 [0002]在植物中， 有些金属如锰(Mn)、 铜(Cu)是生长 发育中所必需的辅助因子， 它们或维 持蛋白结构或催 化酶促反应。 而一些非必要金属元素， 比如(Cd)、 镍(Ni)、 铬  (Cr)等即使在 较低浓度也可以对植物造成很大 的毒害性。 无论必需还是非必需金属， 当它们的浓度超过 一定阈值， 均可以对植物的生长造成不可逆伤害引起减产。 这些重金属 不仅在食物链初级 生产者植物中积累， 并可以通过食物链富集影响人体的生命健康。 因此研究植物中的重金 属响应对解决食品安全问题具有实际意 义。 [0003]在植物中已经发现了几种重金属诱导的基因， 比如编码一种锌指蛋白的MTP基因 主要参与吸收和转运包括C d、 Mn、 Ni在内的多种重金属离子， 在许多植物中比如拟南芥、 苜 蓿和杨树中都有报道受重金属诱导。 菜豆PvSR2基因特异 性响应重金属胁 迫， 而不响应其他 环境胁迫如热激、 紫外辐射和病毒感染。 基因启动子是位于基因编码区上游的DNA  序列， 包 含多个顺式作用元件， 可以被RNA聚合 酶辨认并调控转录。 启动子及其包含的顺式作用元件 通过激活或抑制转录在很大程度上控制基因表达。 诱导型启动子不同于组成型启动子， 其 只在某些信号刺激的特定条件下才启动外源基因的转录。 水稻中分离的  OsGSTU5、 OsGSTU37、 OsHSP18.6的启动子序列为Cd诱导型启动子， 连接在这些启动子后的GUSplus报 告基因在正常条件下背景很低， 但是受到Cd处理的强烈诱导。 烟草中异源表达菜豆中克隆 得到的PvSR2基因的启动子， 发现该启动子表现为金属响应的诱 导型启动子 。 [0004]启动子是基因工程表达载体的重要元件， 研究金属诱导型启动子对于明确金属诱 导型基因表达调控机制、 改善作物重金属耐受性具有重要意义。 开发植物来源的新的重金 属诱导型启动子， 可以为研究植物基因表达、 调控和利用基因工程方法改变植物对重金属 耐受性和富 集方式， 开发检测重金属的探针提供有用的核心元件。 发明内容 [0005]为了克服上述现有技术中的缺点， 本发明的一个目的在于提供一种重金属诱导型 启动子， 其能够 控制基因在植物中重金属诱导表达， 可以为研究植物基因表达、 调控和利用 基因工程方法改变植物对重金属耐受性和富集方式， 开 发检测重金属的探针提供有用的核 心元件， 适于大规模推广应用。 [0006]本发明的另一目的在于提供一种植物重组表达载体， 其能够控制基因在植物中重 金属诱导表达， 可以为研究植物基因表达、 调控和利用基因工程方法改变植物对重金属耐 受性和富 集方式， 开发检测重金属的探针提供有用的核心元件， 适于大规模推广应用。 [0007]本发明的另一目的在于提供一组引 物对， 其可以扩增重金属诱导型启动子， 从而说　明　书 1/7 页 3 CN 115109777 A 3