[發明專利]包含水稻胚乳特異性啟動子的重組載體及其應用和植株

無效

• 申請號: 201010606233.8
• 申請日: 2010-12-27
• 公開（公告）號: CN102154363A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 潘建偉;葉曉帆;王超;潘偉槐
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: C12N15/82
• 分類號: C12N15/82;A01H5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及轉基因水稻技術領域，尤其涉及一種包含水稻胚乳特異性啟動子的重組載體及其應用和植株。

背景技術

生長素是一類小分子化合物，在植物體內種類很多，如吲哚乙酸(indole-3-acetic?acid，IAA)，苯乙酸、吲哚丁酸、4-氯吲哚乙酸，但最主要的形式是吲哚乙酸IAA。生長素在植物生長和發育過程中起著極其重要的作用，幾乎參與調控所有的發育過程，包括根系的發育、側根與不定根的啟動與形成、莖和葉的發育、葉原基和花原基的形成、花器官的發育、維管束組織的形成和分化、果實的生長與成熟、植株的頂端優勢、器官衰老、離區的形成等。同時，生長素還參與調控植物的向性生長如向光性和向地性、逆境脅迫反應(如干旱、鹽漬、低溫和酸鋁等)、病原體浸染反應等。

在最近10年中，人們利用模式植物擬南芥，對植物生長素生物合成途徑的研究已經取得了一些可喜的成果。植物生長素IAA的生物合成途徑已較為清楚，有色氨酸和非色氨酸兩條途徑，其中在植物體內以色氨酸途徑為主，其生物合成前體為色氨酸，這條途徑的下游又可分為4條支路：吲哚丙酮酸(indole-3-pyruvicacid，IPA)途徑、色胺(tryptamine，TAM)途徑、吲哚乙醛肟(indole-3-acetaldoxime，IAOx)途徑及吲哚乙酰胺(indole-3-acetamide，IAM)途徑(Woodward?and?Bartel，Ann?Bot.95：707-735.2005)。控制合成吲哚乙酸的一些關鍵酶基因已經被克隆和鑒定，其中研究得最清楚是黃素單氧化物酶基因1(flavin?monooxygenase-like?enzyme1)。YUCCA1基因是在分離高IAA水平的突變體中被分離鑒定，該基因編碼一個黃素類似單加氧酶，此酶能催化色胺形成N-羥基色胺，進一步催化形成IAA的中間產物IAOx，這是色胺途徑中的限速步驟(Zhao?et?al.，science.291：306-309，2001)。在擬南芥基因組中，YUCCA基因家族共有11個成員(AtYUCCA1-11)，大部分成員的基因表達特性及其生物學功能已被鑒定(Cheng?Y?et?al.，Genes?Dev.20：1790-1799，2006；Plant?Cell.19：2430-2439，2007)。有研究表明在擬南芥中2個或多個YUCCA基因同時失活時表現出明顯的生長缺陷從而影響花器官的發育、葉片的發育、維管組織的形成以及胚胎發育。在水稻基因組中，有14個YUCCA基因，分別命名為OsYUCCA1-14(Fujino?et?al.，Mol?Genet?Genomic.279：449-507，2008)。在水稻中高表達OsYUCCA1表現為生長素水平增高和產生生長素過表達株系的表型，而沉默OsYUCCA1時所產生的表型與水稻生長素不敏感突變體的表型相似(Yamamoto?Y?et?al.，Plant?Physiol.143：1362-1371.2007)。這些結果都表明YUCCA基因對調控植物體內的IAA水平具有重要的意義。

目前有研究表明，植物激素參與調控作物生長發育的每個過程，作物的株高、分蘗、光合生產力和衰老均與作物的產量有密切的關系。在這些植物激素中，生長素吲哚乙酸(indole-3-acetic?acid，IAA；植物體內最主要的生長素形式)的生物合成途徑相對較為清楚。人們對植物激素的化學特性與生理功能已經進行了廣泛深入的研究，在作物特定生長期內，合理使用植物生長調節劑可使農作物明顯增產。目前，人工合成了各類植物生長調節劑達100多個品種(如萘乙酸、2，4-D、防落素、青鮮素、6-芐基氨基嘌呤、乙烯利、增苷膦、比久、噻唑隆、助長素(Pix)、矮壯素、多效唑、烯效唑、增甜劑、復硝鹽、蕓苔素內酯、石油助長劑、抑芽敏、吲熟酯、水楊酸、三碘苯甲酸、調節安、異戊氨基嘌呤和疏果安等)，已被廣泛應用到農業、林業和工業生產中，大大提高了糧食產量和人們的生活水平。