[發明專利]一種棉花生長點特異性啟動子及其克隆和應用

無效

• 申請號: 200910230310.1
• 申請日: 2009-11-10
• 公開（公告）號: CN101875932A
• 公開（公告）日: 2010-11-03
• 發明（設計）人: 郭興啟;于菲菲;張良;石靜
• 申請（專利權）人: 山東農業大學
• 主分類號: C12N15/11
• 分類號: C12N15/11;C12N15/10;C12N15/82;A01H5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于植物轉基因技術領域，具體地說，本發明涉及一個新的棉花基因的特異性啟動子的克隆。

背景技術

棉花是我國重要的纖維作物和主要的經濟作物。以棉花為研究材料，利用轉基因技術提高棉花產量、質量和育種效率具有重要的實際意義。生長點是植物細胞不斷進行分裂增生的部位，位于根和莖的頂端。莖的生長點往往呈錐狀，故又稱“生長錐”。莖和根的生長點分別是由胚芽和胚根的生長點發育形成的。

健全的棉子，播種后如果條件適宜，就會吸水膨脹，通過內部一系列的酶促變化，逐漸恢復旺盛的生命活動，開始進行胚細胞的分裂、伸長及分化，從形態上看有胚根的生長及胚芽的伸長，這個過程叫萌發。一般要經歷三個階段：吸脹階段、萌動階段和發芽階段。萌動階段，胚不斷吸收營養物質進行細胞分裂，胚根伸長，從珠孔突破種皮長出幼根；發芽階段，細胞繼續分裂增生，胚軸向上生長，形成幼莖。生長點是種子萌發過程中細胞分裂和增大的關鍵部位，細胞旺盛分裂的生長點有助于胚突破種皮，因此研究生長點基因的表達對種子萌發具有重要意義。

棉花的主莖是由胚芽發育而成的。胚芽頂端的分生組織不斷地分裂分化形成主莖的節與節間，葉原基與腋芽原基。葉原基將來長成葉片，腋芽原基變成葉枝或果枝。因此，胚芽生長點是棉株地上部分各器官分化建成的總的發源地。棉花的主莖具有一個重要的特性，就是具有無限生長習性。只要環境適宜，主莖生長點就能不斷地分裂分化增長枝葉，其中果枝的增加有助于棉花的產量增加。當然也不可以讓主莖徒長而發生早衰、棉桃脫落，造成減產。因此通過控制某種影響莖生長點細胞分裂分化的基因的表達有望通過增加果枝的數量來提高棉花產量，具有重要的應用價值。

在植物轉基因工程研究中，目前大多數采用的是組成型啟動子，如CaMV35S啟動子、玉米Ubiquitin啟動子，但是這些啟動子能夠驅動外源基因在植物的所有組織和器官中表達，造成能量浪費，給植物的正常生長發育帶來很大負擔。為保證植物的健康生長，在轉基因時，能夠使所需基因在一定時期和一定的組織中表達非常重要。因此尋找時空特異性啟動子具有重要意義。

發明內容

基于上述的原因，本發明克隆了一個新的棉花MPK7基因的特異性啟動子，該啟動子在特定時期驅動基因在植物細胞分裂分化的關鍵部位尤其是生長點特異表達。本發明構建了該啟動子和GUS報告基因的的植物表達載體，并轉擬南芥。實驗表明在種子萌發階段和幼苗期，該啟動子驅動GUS基因在莖或根的生長點特異表達；而在繁殖期，所有器官和組織中均無表達。6BA、GA、IAA等激素是在植物種子萌發和生長過程中起重要作用的的信號分子，用上述激素對子葉期幼苗進行誘導，GUS染色表明該啟動子的表達受上述激素的誘導。因此這一特異性啟動子的克隆對研究植物種子萌發及生長，提高種子發芽率，控制植株生長速度具有重要的實際意義和應用價值。

該啟動子能驅動GUS基因在植物種子萌發和生長時期在莖或根的生長點特異表達，繁殖期無表達，其基因序列如Seq?ID?No：1所示。