[發明專利]植物葉片各級脈和分蘗基部特異表達啟動子及應用

有效

• 申請號: 200710037647.1
• 申請日: 2007-02-16
• 公開（公告）號: CN101245349A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發明（設計）人: 薛紅衛;胥倩
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海生命科學研究院
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/82;C12N15/87
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 徐迅

技術領域

本發明屬于基因工程和植物學領域，更具體的，本發明涉及一類組織特異表達啟動子及其應用。

背景技術

作為單子葉植物研究的模式植物，水稻是一種重要的經濟作物，其提供了世界上、特別是亞太地區大部分人口的食品和營養來源。在中國，水稻種植面積約占全國糧食作物面積的30％，產量接近糧食總產量的一半。同時，水稻具有生長周期較短，轉化體系成熟，占地面積小等優勢。認識水稻生長發育的分子基礎，研究水稻基因的表達調控機制以提高水稻單產，改良其種植結構，是科學工作者長期以來研究的目標。

水稻生長過程中有著單子葉植物特有的組織器官發育過程例如平行葉脈的發育過程，分蘗過程以及不定根的發生等等。通過對這些生長過程的研究，以及相關聯的科學問題，既可以了解單子葉植物特有的生長過程，又可直接應用于農業生產。

對基因在植物中表達模式的研究是探究基因功能的重要內容和提示。通過特定基因的啟動子區與報告基因的融合，可以追蹤到基因在植物體內的時間和空間的表達模式。

基因的表達模式往往暗示所具有的生理功能，是基因研究的重要組成部分。例如，Oshox1是水稻中一個Homebox家族的轉錄因子，它在葉原形成層中表達，調控原形成層的命運，而通過增加生長素的運輸特性可以促進原形成層細胞分化的命運(Scarpella?E.等，Development?2002，127：3655-3669)。在MADS基因在花中的特異表達等在揭示基因本身的功能的同時也能作為標記性指示對特異組織生長發育做深入界定和分析(Parenicova?L.等，Plant?Cell.2003，15：1538-1551)。在種子發育過程中胚和胚乳特異啟動子，也往往參與了種子發育過程。

從應用角度而言，一些特異性基因可作為標記基因，應用于特定生長過程的研究和特定組織或細胞類型的改造。在水稻中，人們已經發現了若干的標記基因，例如：OsHOX在葉原基的特異性表達，可以用來標記前特化中的形成層細胞(Scarpella?E.等，Development?2002，127：3655-3669)。RAmy1A基因可標記胚乳的盾片外層。水稻中的OsSCR1基因，可標記根部的第二皮層細胞。利用ROC1用于標記胚表皮層(L1)，OsPNH1標記胚發育的維管層(L3)。

植物基因工程研究中需要使外源目的基因能在特定的組織中高效表達，分離植物中一些具有組織專一性、不同表達水平的啟動子和有關的調控元件在基因工程研究中有廣泛的用途。葉脈和分蘗部作為植物重要組成部分，在植物生長、發育或營養吸收等過程中起著無可替代的作用，因此分離植物葉脈和分蘗部特異表達的啟動子對植物品質的改良有著重要的作用。

發明內容

本發明的目的在于提供一類植物葉脈(葉不同級脈)或分蘗基部特異表達啟動子。

本發明的另一目的在于提供所述啟動子的應用。

在本發明的第一方面，提供一種在植物葉脈或分蘗基部特異表達的啟動子，所述的啟動子選自下組：

(1)具有SEQ?ID?NO：1、SEQ?ID?NO：2、或SEQ?ID?NO：3所示的核苷酸序列的啟動子；

(2)核苷酸序列在嚴格條件下能夠與(1)限定的多核苷酸序列雜交且具有指導目的基因在植物葉脈或分蘗基部特異表達功能的啟動子；

(3)核苷酸序列與SEQ?ID?NO：1、SEQ?ID?NO：2、或SEQID?NO：3有95％以上同源性且具有指導目的基因在植物葉脈或分蘗基部特異表達功能的啟動子；或

(4)核苷酸序列與SEQ?ID?NO：1、SEQ?ID?NO：2、或SEQ?ID?NO：3所示的核苷酸序列完全互補的啟動子。

在本發明的另一優選例中，所述的目的基因是結構基因。

在本發明的另一優選例中，所述的目的基因可編碼具有特定功能的蛋白。

在本發明的另一優選例中，所述的目的基因是外源基因。

在本發明的另一優選例中，所述的目的基因包括(但不限于)：生長素合成和降解相關基因，生長素轉運基因，細胞分裂分化相關基因，營養運輸相關基因等。

在本發明的另一優選例中，所述的目的基因位于所述植物葉脈(不同級葉脈)或分蘗基部特異表達啟動子的下游，且與所述啟動子區直接鄰近的編碼基因的序列。通常，所述啟動子與目的基因的間隔小于1000bp(優選的，小于500bp；更優選的，小于100bp；最優選的，小于50bp)。

在本發明的另一優選例中，所述的植物是單子葉植物。