[發(fā)明專利]從玉米中分離的組織特異性啟動(dòng)子及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410682994.X
• 申請日: 2014-11-24
• 公開（公告）號: CN104651358B
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳茹梅;柳小慶;范云六;趙軍;周曉今;田健;李業(yè);王磊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所
• 主分類號: C12N15/113
• 分類號: C12N15/113;C12N15/82;A01H5/10;A01H5/00;A01H6/46
• 代理公司: 北京思元知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11598
• 代理人: 余光軍

本發(fā)明公開了從玉米中分離的組織特異性啟動(dòng)子及其應(yīng)用，屬于植物組織特異性啟動(dòng)子的分離和應(yīng)用領(lǐng)域。本發(fā)明從玉米中分離獲得核苷酸序列為SEQ ID NO.1的組織特異性啟動(dòng)子，本發(fā)明進(jìn)一步將其截短獲得SEQ ID NO.2、SEQ ID NO.3、SEQ ID NO.4、SEQ ID NO.5和SEQ ID NO.6所示的仍具有組織特異性啟動(dòng)子功能的序列。本發(fā)明還公開了含有所述組織特異性啟動(dòng)子的重組植物表達(dá)載體以及重組宿主細(xì)胞。本發(fā)明進(jìn)一步公開了所述組織特異性啟動(dòng)子在提高作物種子品質(zhì)、改良作物性狀以及培育轉(zhuǎn)基因植物新品種等方面的應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

發(fā)明涉及一種從植物中分離的啟動(dòng)子，尤其涉及從玉米(Zea mays)中分離的組織特異性啟動(dòng)子，本發(fā)明還涉及含有該組織特異性啟動(dòng)子的重組植物表達(dá)載體以及宿主細(xì)胞，本發(fā)明進(jìn)一步涉及它們在提高作物種子品質(zhì)、改良作物性狀、培育植物新品種等方面的應(yīng)用，屬于植物組織特異性啟動(dòng)子的分離及其應(yīng)用領(lǐng)域。

背景技術(shù)

啟動(dòng)子是RNA聚合酶特異性識別和結(jié)合的DNA序列，是重要的順式作用元件，一般位于結(jié)構(gòu)基因5’端上游區(qū)。高等植物基因調(diào)控主要在轉(zhuǎn)錄水平進(jìn)行，啟動(dòng)子控制著基因表達(dá)的起始時(shí)間和表達(dá)程度，同時(shí)對所使用的RNA聚合酶類型也起著決定性作用，所以啟動(dòng)子是理解基因表達(dá)模式和轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制的關(guān)鍵，是植物基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的中心。

根據(jù)啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄模式及功能，可將其分為三類：組成型啟動(dòng)子、組織或器官特異性啟動(dòng)子和誘導(dǎo)型啟動(dòng)子。目前，在植物基因工程中使用的大多數(shù)為組成型啟動(dòng)子，使外源目的基因在植物各組織部位高水平表達(dá)，但是組成型啟動(dòng)子也有諸多缺點(diǎn)，例如，不能從時(shí)間和空間上有效地調(diào)控目的基因的表達(dá)，過度消耗細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)和能量(Gittins JR,Pellny TK,Hiles ER,Rosa C,Biricolti S,et al.(2000)Transgene expression drivenby heterologous ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase small-subunitgene promoters in the vegetative tissues of apple(Malus pumila mill.).Planta210:232-240.)；大量異源蛋白或代謝產(chǎn)物在植物體內(nèi)積累，打破植物的代謝平衡，不利于植物生長(Robinson DJ(1996)Environmental risk assessment of releases oftransgenic plants containing virus-derived inserts.Transgenic research 5:359-362.)；容易引起基因沉默或共抑制現(xiàn)象(Kumpatla SP,Chandrasekharan MB,Iyer LM,Guofu L,Hall TC(1998)Genome intruder scanning and modulation systems andtransgene silencing.Trends in Plant Science 3:97-104；Mette MF,Aufsatz W,vander Winden J,Matzke MA,Matzke AJ(2000)Transcriptional silencing and promotermethylation triggered by double-stranded RNA.EMBO J 19:5194-5201.)。因此，科學(xué)家們不斷尋找更為有效的組織或器官特異性啟動(dòng)子來代替組成型啟動(dòng)子，以期更精確的調(diào)控外源基因的表達(dá)。

組織或器官特異性啟動(dòng)子調(diào)控下的基因轉(zhuǎn)錄過程一般只發(fā)生在某些特定的組織或者器官中。組織或器官特異性表達(dá)啟動(dòng)子可以更加經(jīng)濟(jì)有效的調(diào)控外源基因的表達(dá)，特異地在特定需要的部位發(fā)揮作用，這樣不僅可以提高外源基因的表達(dá)豐度，而且將生物能耗降到最低，從而不影響植株的正常生長。