[發明專利]一種強表達活性的水稻非種子表達啟動子SAFES4及其應用

有效

• 申請號: 201610131243.8
• 申請日: 2016-03-08
• 公開（公告）號: CN105567694B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 魏鵬程;楊劍波;李莉;李浩;李娟;許蓉芳;楊亞春;秦瑞英
• 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;C12N15/82;C12N15/84;A01H5/00;A01H6/46
• 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

本發明提供一種強表達活性的水稻非種子表達啟動子SAFES4及其應用。本發明還提供了含有該啟動子的表達盒和作物表達載體。具體而言，本發明所提供的啟動子SAFE S4能夠調控外源基因在植株中集中表達，卻在胚和胚乳中無表達。通過該啟動子對農作物品種進行基因改造，可以提高和改善水稻的整體生長特性和機制，而不會帶來食用部分的外源基因表達，從而可以在培育出實用有效的轉基因植物品種的同時，降低對人類食用部分的影響，降低乃至消除人們對轉基因食品的疑慮。本發明提供的啟動子可以特異地驅動外源基因在根/花/綠色組織/非種子組織中表達，有效地彌補了綠色組織特異表達啟動子往往不能兼顧根部表達的需求，在抗生物逆境的性狀改良中極具競爭力。

技術領域

本發明涉及生物技術和作物基因工程技術領域。具體而言，本發明涉及一種強表達活性的水稻非種子表達啟動子及其應用，該啟動子能夠驅動目標基因在根、花、綠色組織等非種子部位中特異表達，從而可在不影響種子的食用安全和繁殖活性情況下達到改良水稻生產性能的目的。

背景技術

轉基因就是以人為的方法改變物種的基因排列，通常涉及將某種生物的某個基因從一連串的基因中分離，再植入另一種生物體內。水稻是世界上最重要的糧食作物之一。對其遺傳特性、遺傳轉化以及育種利用等方面，科學家都進行了深入、細致的研究，也在世界范圍內建立起了水稻遺傳轉化的技術平臺，可將優良目標外源基因導入特定的細胞而獲得轉基因水稻植株，此后，許多目標基因都相繼成功地導入到水稻的不同組織中。

與此同時，我們需要看到的是，轉基因水稻的商品化目前依然困難重重。其中一個最主要的原因就是作為主食作物，人們對轉基因水稻的安全性存在較大顧慮，人們對此的關注程度也日益提高。水稻轉基因帶來的安全性問題主要體現在生態環境安全和食品安全兩大方面。具體而言，在生態環境安全方面，轉基因水稻對環境所帶來的問題主要是對栽培稻、野生稻以及稻田雜草等非靶標生物可能帶來的潛在危險，比如，作物的生存競爭性、目標基因的轉移、抗藥性的增強以及對非靶標生物的危害，進而破壞生態平衡。在食品安全方面，由于稻米是我國乃至全世界最主要的食品來源之一，我國目前有一半以上的人口以稻米為主食，人均攝入熱量的30％、蛋白質的19％均來源于稻米。隨著人民生活水平的提高，稻米在糧食作物中的比重將持續增長。經過轉基因工程技術處理后的水稻及其加工產品是否使人產生過敏反應、長期食用是否會患癌癥等致命性疾病，這都是需要關心的食品安全問題。

水稻作為主要的糧食之一，種子是食用部位和繁殖器官。在轉基因水稻中尤以外源蛋白在胚乳中的積累及其可能造成的食用安全風險，成為制約商業化進程的重要因素。利用組織特異性啟動子，驅動基因表達產物在特定器官或組織中積累，限定了目的基因的作用范圍，避免了非必要組織中范式表達造成的物質能量浪費，降低或者避免在食用部位積累的安全風險。研究非種子表達啟動子在轉基因水稻產業化的進程中最大限度地降低或者避免其帶來的風險。

發明內容

本發明的目的是提供一種驅動外源基因特異的在水稻根/花/綠色組織/非種子特異表達的啟動子、獲得含有該啟動子序列的轉化子以及該啟動子的應用。

為了實現上述目的，一方面，本發明提供一種強表達活性的水稻非種子表達啟動子SAFES4，其特征在于，所述強表達活性的水稻非種子表達啟動子SAFES4包含：

(a)SEQ ID NO:1中所示的核苷酸序列；或者

(b)在SEQ ID NO:1中所示的核苷酸序列中取代一個或多個核苷酸后所獲得的核苷酸序列；或者

(c)在SEQ ID NO:1中所示的核苷酸序列中添加一個或多個核苷酸后所獲得的核苷酸序列；或者

(d)SEQ ID NO:1中所示的核苷酸序列缺失一個或多個核苷酸后所獲得的核苷酸序列；或者

(e)與SEQ ID NO:1中所示的核苷酸序列具有至少90％同源性的核苷酸序列。