[發(fā)明專利]水稻胚中的特異性啟動(dòng)子及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310401718.7
• 申請日: 2013-09-05
• 公開（公告）號(hào): CN104419707B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 時(shí)振英;戴爭妍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): C12N15/113
• 分類號(hào): C12N15/113;C12N15/63;C12N15/82;C12N5/10
• 代理公司: 上海一平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司31266
• 代理人: 崔佳佳,祝蓮君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域。具體地說，本發(fā)明涉及一種水稻胚中的特異性啟動(dòng)子及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

水稻是世界上最重要的糧食作物之一，全世界有一半人口以大米為主食，我國稻谷年消耗量和產(chǎn)量占世界總量的三分之一。我國是人口大國，提高糧食產(chǎn)量一直是重大的社會(huì)問題。可耕地面積的減少和人口的增加，加劇了對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的要求，高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)日益成為水稻研究的重點(diǎn)問題。水稻的基因組相對較小，是禾本科作物功能基因組研究的模式植物。

胚是被子植物有性生殖過程中形成的，在植物發(fā)育中具有重要生物學(xué)意義。胚的發(fā)育始于合子，經(jīng)過原胚和胚的分化發(fā)育階段，最后達(dá)到成熟。融合形成的二倍體合子，既保持了物種遺傳的相對穩(wěn)定性，又為后代中可能出現(xiàn)新的遺傳性狀、新變異提供了基礎(chǔ)，為研究植物遺傳和育種學(xué)的提供重要理論依據(jù)。

基因通過表達(dá)來體現(xiàn)其功能，維持生物體的有序生長發(fā)育和各項(xiàng)活動(dòng)?；虻谋磉_(dá)調(diào)控一直是分子生物學(xué)研究的熱點(diǎn)和中心課題之一，分為轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控，轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控(mRNA的加工、成熟等)，翻譯水平的調(diào)控等不同層面。啟動(dòng)子是精確啟動(dòng)基因表達(dá)的“開關(guān)”，在轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控過程中扮演著重要的角色，是基因在轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控過程中，影響基因表達(dá)水平的最直接和最有力的順式調(diào)控原件。借助基因工程的方法，利用組織特異性的啟動(dòng)子，對特定基因進(jìn)行的表達(dá)研究進(jìn)行調(diào)控，或者對作物進(jìn)行針對性的育種改造，都具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值。因此，研究組織特異性啟動(dòng)子的功能序列，對于基因的表達(dá)調(diào)控機(jī)制的研究，具有重要意義。但是，有些基因，例如非結(jié)構(gòu)基因會(huì)發(fā)生基因的移轉(zhuǎn)，從而很難找到在特定組織中特異性表達(dá)的相應(yīng)啟動(dòng)子，再例如，有一些miRNA在組織中特異性存在，但與結(jié)構(gòu)基因相比，由于miRNA太短、匹配區(qū)域太多，真正據(jù)此找到的具備組織特異性的miRNA啟動(dòng)子寥寥無幾。

綜上所述，本領(lǐng)域急需對水稻中的組織特異性啟動(dòng)子進(jìn)行研究，以便闡明水稻的形態(tài)發(fā)育、代謝以及抗病抗逆等途徑，進(jìn)而準(zhǔn)確有效地改變水稻的各種性狀，改良水稻的品系，更好地調(diào)控其生長發(fā)育以及產(chǎn)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種水稻的胚特異性啟動(dòng)子及其應(yīng)用。

在第一方面，本發(fā)明提供一種啟動(dòng)子元件，所述啟動(dòng)子元件選自下組：

(a)核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示的多核苷酸；

(b)核苷酸序列與SEQ ID NO:1所示序列的同源性≥95%(較佳地≥98%)，且具有水稻胚中特異啟動(dòng)功能的啟動(dòng)子活性的多核苷酸；

(c)如SEQ ID NO:1所示多核苷酸的5’端和/或3’端截短1-60個(gè)(較佳地1-30，更佳地1-6個(gè))核苷酸，且具有水稻胚中特異啟動(dòng)功能的啟動(dòng)子活性的多核苷酸。

在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述的水稻胚中特異啟動(dòng)功能表示所述啟動(dòng)子在水稻的胚以外的組織中不具有啟動(dòng)功能。

在另一優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述啟動(dòng)子元件的序列如SEQ ID NO:1所示。

在第二方面，本發(fā)明提供一種構(gòu)建物，所述構(gòu)建物含有外源基因以及與外源基因可操作連接的本發(fā)明第一方面所述的啟動(dòng)子元件。

在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述的外源基因在天然狀態(tài)下并不存在。

在另一優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述外源基因包括：抗性基因、篩選標(biāo)記基因、抗原蛋白基因、RNAi基因、microRNA基因、生物制劑基因、或植物品質(zhì)相關(guān)基因。

在另一優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述的抗性基因選自下組：抗除草劑基因、抗病毒基因、耐寒基因、耐高溫基因、抗旱基因、抗?jié)郴颉⒒蚩瓜x基因。

在另一優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述的篩選標(biāo)記基因選自下組：gus(β-葡萄糖苷酸酶)基因、hyg(潮霉素)基因、neo(新霉素)基因、或gfp(綠色熒光蛋白)基因。

在另一優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述的抗原蛋白基因選自下組：細(xì)菌類抗原蛋白(如霍亂毒素B，破傷風(fēng)毒素等)、病毒類抗原蛋白(如犬細(xì)小病毒)、原生動(dòng)物類抗原蛋白(如阿米巴病原LecA)、或自身抗原蛋白(如I型糖尿病的CTB–pins抗原蛋白)。

在另一優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述的生物制劑基因選自下組：α2b干擾素基因、或胰島素樣生長因子基因。

在另一優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述的植物品質(zhì)相關(guān)基因選自下組：氨基酸改良相關(guān)基因、脂肪改良相關(guān)基因、淀粉改良相關(guān)基因、或雄性不育相關(guān)基因。

在第三方面，本發(fā)明提供一種表達(dá)盒，所述表達(dá)盒從5’至3’依次具有下述元件：本發(fā)明第一方面所述的啟動(dòng)子元件、基因ORF序列和終止子。