[發明專利]一種水稻根特異強啟動子POsRo2的鑒定和應用

有效

• 申請號: 201310751903.9
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103740720A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 魏鵬程;楊劍波;李莉;張銀萍;秦瑞英;李浩;許蓉芳;馬卉;楊亞春
• 申請（專利權）人: 安徽省農業科學院水稻研究所
• 主分類號: C12N15/113
• 分類號: C12N15/113;C12N15/63;C12N1/21;C12N15/84;A01H5/00;C12R1/01
• 代理公司: 北京律譜知識產權代理事務所(普通合伙) 11457
• 代理人: 黃云鐸;王慶海

技術領域

本發明涉及生物技術和植物基因工程技術領域。具體而言，本發明涉及一種水稻基因表達啟動子及其應用，該啟動子能夠在水稻轉基因調控體系中驅動目標基因在根中表達。

背景技術

啟動子是基因表達調控因子中最重要的因子，基本決定一個基因是否表達、何時表達和何處表達。按作用方式和功能，啟動子大體可以分為組成型啟動子、特異性啟動子和誘導型啟動子三大類。由于組織特異性啟動子使基因的表達往往只限于某些特定的器官和部位，不僅能使目的基因的表達產物在該器官和組織積累，增加區域表達量，同時可避免植物體內不必要的營養浪費，減少對植物生長的副作用。因此，利用此類啟動子驅動外源基因在相應的組織特異表達，能更好地適應植物的自然生理規律，使外源基因在植物中定向、安全、高效地表達。

目前，大多數組織特異性啟動子的研究主要集中在植物的地上部分，根特異啟動子的研究及應用還很少。然而，根是植物的地下部分，它是植物進行營養、運輸、儲存等生理功能的重要器官，根特異表達系統可用于研究植物的高滲脅迫耐受、和根際分泌等。由于植物根與土壤的廣泛接觸，根特異啟動子的研究具有廣泛的應用價值。利用根特異啟動子可以進行土壤污染的生物修復，提高植物的抗旱能力和對鹽、堿的耐受力，大量和微量元素的高效吸收以及增強對病原微生物的抵抗力等；同時，利用根特異啟動子研究植物根的發育，根系的形態建成和根構型的重建并進行作物的遺傳改良具有重要意義。

在植物中，特別是水稻等禾谷類作物的基因工程遺傳載體構建中能夠選用的植物內源的根特異啟動子仍然很少，因此，發展更多的水稻等禾谷類作物的根特異啟動子對基礎研究和生產應用具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種驅動外源基因在水稻根中特異性表達的啟動子、獲得含有該啟動子序列的轉化子以及該啟動子的應用。其中，本文中所涉及的“植物”是指單子葉植物，例如水稻、小麥、玉米、大麥、高粱或燕麥，優選為水稻。

為了實現上述目的，一方面，本發明提供一種植物根特異性表達啟動子，所述啟動子包含SEQ?ID?No:1所示的DNA序列。序列表中SEQ?ID?No:1所示的DNA序列為來源于日本晴水稻（Oryza?sativa?L?cv.Nipponbare）的水稻根特異表達啟動子，本文中稱為POsRo2或啟動子POsRo2。

優選地，本發明提供的啟動子的DNA序列為SEQ?ID?No:1所示的序列，即POsRo2或啟動子POsRo2。

另一方面，本發明提供另一種植物根特異性表達啟動子，其DNA序列與SEQ?ID?No:1所示的DNA序列有至少80%同源性；或者，所述植物根特異性表達啟動子為在SEQ?ID?No:1所示的DNA序列中添加、取代、插入或缺失一個或一個以上核苷酸生成的突變體或等位基因或衍生物；或者，所述植物根特異性表達啟動子為任何DNA序列與SEQ?ID?No:1所示的DNA序列雜交的產物。這些啟動子序列與SEQ?ID?No:1所示的DNA序列具有相同或類似功能，即驅動目標基因在植物根中特異性表達。

另一方面，本發明還提供一種包含上述植物根特異性表達啟動子的表達盒。

又一方面，本發明還提供一種重組表達載體，所述重組表達載體包含本發明提供的上述植物根特異性表達啟動子；優選地，在所述重組表達載體中，本發明提供的上述植物根特異性表達啟動子連接于載體的待表達的基因序列的上游。

優選地，所述待表達的基因為Gus基因；所述重組表達載體為將SEQ?IDNo:1所示的序列即POsRo2或啟動子POsRo2構建于pCAMBIA1391中得到的重組表達載體，本文中稱為pCAMBIA1391-POsRo2。

并且，本發明還提供一種宿主菌，所述宿主菌包含本發明提供的上述植物根特異性表達啟動子、上述表達盒、或上述重組表達載體；優選地，所述宿主菌為根癌農桿菌。

另一方面，本發明提供一種轉化子，所述轉化子包含本發明提供的上述植物根特異性表達啟動子、上述表達盒、上述重組表達載體、或上述宿主菌。其中，所述轉化子優選為轉基因細胞系、愈傷組織或植株。

再一方面，本發明提供上述植物根特異性表達啟動子在培育轉基因植物中的應用。其中所述應用包括將本發明提供的上述植物根特異性表達啟動子連接于待表達的基因序列上游（例如，所述啟動子與目標基因融合），從而重組表達載體，將所述重組表達載體轉化到植物細胞、組織或器官中進行培育。待表達的基因即目標基因包括用于植物營養吸收等相關的基因。