[發明專利]一種油菜組織特異性啟動子在調控目的基因在植物花藥中特異表達的應用

有效

• 申請號: 201710468097.2
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN107058327B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 涂金星;王軒鵬;夏勝前;易斌;沈金雄;馬朝芝;文靜;傅廷棟
• 申請（專利權）人: 華中農業大學
• 主分類號: C12N15/113
• 分類號: C12N15/113;C12N15/82;A01H5/02;A01H6/20
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 龔瑩瑩

本發明屬于植物生物技術領域，與植物組織特異啟動子的分離和應用有關，具體涉及一種油菜組織特異性啟動子在調控目的基因在植物花藥中表達的應用。發明人將該啟動子及其截短的片段融合報告基因并轉化擬南芥，GUS染色發現它們能驅動報告基因在花藥中特異表達，它們的序列如SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2、SEQ ID NO.3和SEQ ID NO.4所示；進一步截短后獲得具有花粉特異表達的SEQ ID NO.5所示的啟動子片段。本發明進一步公開了所述組織特異啟動子或截短后的啟動子片段為控制植物育性提供了新的有效調控元件，對基因工程育種具有很好的應用前景。

技術領域

本發明屬于植物生物技術領域，具體而言，本發明涉及一種油菜組織特異性啟動子在調控目的基因在植物花藥中特異表達的應用，本發明提供的油菜組織特異性啟動子能夠調控目的基因在植物花藥或花粉中特異轉錄或表達。

背景技術

高等植物基因調控主要是在轉錄水平上進行的，受多種順式作用元件和反式作用因子的相互協調控制。外源DNA序列通過連接到特定的啟動子從而啟動在植物宿主中的表達，因此啟動子類型的選擇決定了基因的表達時間和部位。近些年比較熱門的研究對象是組織特異啟動子，這些組織特異啟動子主要包括葉片、韌皮部、維管束和根等器官特異表達啟動子以及花粉、花器官、果實、種子等生殖器官特異表達啟動子(宋揚等，植物組織特異性啟動子研究。生物技術通報，2007，(4)：21-24)。耿安奇等從白菜型油菜、甘藍型油菜、菜苔、甘藍中分離了4個啟動子并轉化煙草，GUS染色分析其為花器官特異表達的啟動子(Geng AQ,Zhao Z J,Nie X L,et al.Expression analysis of four flower-specificpromoters of Brassica spp.in the heterogeneous host tobacco[J].AfricanJournal of Biotechnology,2009,8(20).)。Ariizumi等分離了LTP12,XTH3和PGA4的啟動子并轉化擬南芥，GUS染色表明這3個啟動子為花藥特異表達啟動子，且在表達時期上存在差異(Ariizumi T,Amagai M,Shibata D,et al.Comparative study of promoteractivity of three anther-specific genes enc oding lipid transfer protein,xyloglucan endotransglucosylase/hydrolase and polygalacturonas e intransgenic Arabidopsis thaliana[J].Plant Cell Reports,2002,21(1):90-96.)。從玉米中克隆的ZmGLU1基因啟動子,連接GUS報告基因后轉化至煙草中，檢測分析結果玉米的ZmGLU1啟動子驅動了GUS基因在煙草根部高效表達(Gu R,Zhao L,Zhang Y,et al.Isolation of a maize beta-glucosidase gene promoter and characterization of itsactivity in transg enic tobacco[J].Plant cell reports,2006,25(11):1157-1165.)。

以上這些報道都是利用轉基因技術在不同的植物間進行啟動子功能分析的例子，這些實例表明利用模式植物擬南芥、煙草等作為受體，通過轉基因植株的報告基因分析證實來自于其他植物的啟動子的功能是被廣泛認可和接受的。本發明從油菜中分離的一種組織特異啟動子的功能鑒定就是通過模式植物擬南芥完成的，最終在油菜中驗證。正是基于這個方法的成功應用，可以對組織特異啟動子的功能進行快速的體內驗證，越來越多的組織特異啟動子被報道，這些都可能成為植物基因工程領域有實用價值的組織特異啟動子。組織特異啟動子成功應用的例子之一是通過基因工程調控植物花粉育性、創造植物雄性不育系、恢復系和保持系，已在一些作物上獲得成功。