[發(fā)明專利]水稻根尖特異表達啟動子Pro-Os02g54880及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210330893.7
• 申請日: 2012-09-07
• 公開（公告）號: CN102839178A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉斌;張春雨;李宏宇;趙濤;劉軍;林辰濤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所
• 主分類號: C12N15/113
• 分類號: C12N15/113;C12N15/63;C12N5/10;C12N1/15;C12N1/19;C12N1/21
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王朋飛;張慶敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于分子生物學、基因工程技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種水稻根尖特異表達啟動子Pro-Os02g54880及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

通過轉(zhuǎn)基因方法研究基因功能甚至改變重要作物的農(nóng)藝性狀已經(jīng)成為一種常用手段。以往人們利用組成型啟動子啟動相關(guān)基因的表達，但這種方法不僅過分消耗了植株能量，而且可能得不到期望的表型。將目標基因以期望的水平在特定組織中表達對于研究基因功能、改良植物性狀是切實可行的。因此，選擇合適的器官特異啟動子，有利于控制基因在時間及空間上不同水平的表達，以減少過多的能量消耗以及不期望的其它性狀。

植物根系在土壤養(yǎng)分吸收中起重要作用，并且能與土壤微生物相互作用、分泌抗病蟲物質(zhì)以抵抗病菌對植物的侵襲。更重要的是，根系能夠在各種非生物脅迫條件下保護地上部分，如干旱、酸性條件及重金屬。當與養(yǎng)分吸收和耐脅迫相關(guān)的基因被特異的表達在根部細胞后，植物則會在營養(yǎng)匱乏及脅迫條件下正常生長。

近些年，為了調(diào)控外源基因在轉(zhuǎn)基因株系中不同時間及空間的表達，研究者已經(jīng)克隆了很多具有不同器官或組織特異性的啟動子。例如，從種子貯藏蛋白基因及非種子貯藏蛋白基因都克隆到了種子特異表達的啟動子。幾種花器官特異的啟動子也已被鑒定。雖然已有少數(shù)根部特異表達的啟動子被克隆并應(yīng)用于基因功能的研究，但這些啟動子中大部分只是在根部表達較強，并不完全特異在根中表達。另外，能夠在水稻根尖特異表達的啟動子更是鮮為人知。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供水稻根尖特異表達啟動子Pro-Os02g54880及其應(yīng)用。

為了實現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明的水稻根尖特異表達啟動子Pro-Os02g54880，其具有：i）SEQ?ID?NO.1所示的核苷酸序列；或ii）SEQ?ID?No.1所示核苷酸序列經(jīng)取代、缺失和/或添加一個或幾個核苷酸且同等功能的由i）衍生的核苷酸序列。

本發(fā)明還提供含有上述啟動子的載體、含有上述啟動子的轉(zhuǎn)基因細胞系以及含有上述啟動子的工程菌。

本發(fā)明還提供含有上述啟動子的轉(zhuǎn)基因株系。

本發(fā)明還提供水稻根尖特異表達啟動子Pro-Os02g54880在調(diào)控下游基因表達中的應(yīng)用，優(yōu)選下游基因為GUS基因、GFP基因、LUC基因等報告基因，或CKX基因、OsNAC10基因等目標基因。優(yōu)選下游基因為CKX基因或OsNAC10基因。

當下游基因為CKX基因或OsNAC10基因時，可促進水稻根系生長并提高水稻抗旱能力。

將水稻基因Os02g54880的起始密碼子ATG上游2.273kb序列擴增后，連接到GUS表達載體pCAMBIA3301上，將構(gòu)建好的載體轉(zhuǎn)化水稻，獲得轉(zhuǎn)基因株系，并用GUS顯示底物x-gluc對轉(zhuǎn)基因植株染色，觀察根尖部位的著色情況。

本發(fā)明首次提出一個新的能夠在水稻根尖部位特異表達啟動子Pro-Os02g54880，該啟動子適用于啟動目標基因（如GUS基因或GFP基因）在水稻根尖的特異性表達。由于該啟動子的特異性很強，因此為后續(xù)進一步確定根尖特異表達的順式作用元件奠定了基礎(chǔ)，且為植物抗逆基因工程研究提供了新的啟動子元件。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例2中構(gòu)建的Pro-Os02g54880-GUS載體圖譜。

圖2為本發(fā)明實施例2中轉(zhuǎn)基因水稻不同組織器官的染色結(jié)果；其中，A為根系染色結(jié)果，B為葉片染色結(jié)果。

圖3為本發(fā)明實施例2中多個獨立轉(zhuǎn)基因株系的根和葉片中GUS活性測定結(jié)果。

具體實施方式

以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

以下實例中未注明具體的實驗方法，均可按照常規(guī)方法進行或按照制造生產(chǎn)廠商的使用說明。

實施例1水稻根尖特異表達啟動子Pro-Os02g54880的克隆

1.1生物材料

1.1.1植物材料

水稻轉(zhuǎn)基因受體材料為日本品種‘kitaake’。

1.1.2菌株和載體

使用的農(nóng)桿菌菌株為EHA105，載體為pCAMBIA3301。

1.2方法

1.2.1水稻根尖特異表達啟動子Pro-Os02g54880的克隆及Pro-Os02g54880-GUS載體的構(gòu)建