[發(fā)明專(zhuān)利]一種植物維管束組織特異性表達(dá)的啟動(dòng)子及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910879592.1
• 申請(qǐng)日: 2019-09-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110592086B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉滔;王芳旭;沈春修;盧其能;曾曉春
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 宜春學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): C12N15/113
• 分類(lèi)號(hào): C12N15/113;C12N15/84;C12N1/21;A01H5/00;A01H6/46;C12R1/01
• 代理公司: 中科專(zhuān)利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 張瑩;宋明

本發(fā)明涉及植物基因工程和植物遺傳育種技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種植物維管束基因組織特異性表達(dá)啟動(dòng)子及其應(yīng)用。本發(fā)明將OsOPT7基因的啟動(dòng)子序列應(yīng)用于轉(zhuǎn)基因水稻，成功地誘導(dǎo)了功能基因在水稻維管束中特異性表達(dá)。利用這一啟動(dòng)子的這種功能，可以提供一種在轉(zhuǎn)基因水稻維管束中特異表達(dá)外源基因的方法，為現(xiàn)代遺傳育種技術(shù)的發(fā)展提供新的動(dòng)力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及植物基因工程和植物遺傳育種技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種植物維管束組織特異性表達(dá)啟動(dòng)子及其應(yīng)用，該啟動(dòng)子能夠在水稻轉(zhuǎn)基因調(diào)控體系中驅(qū)動(dòng)目標(biāo)基因在維管束中表達(dá)。

背景技術(shù)

植物是人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，植物生產(chǎn)是第一性的生產(chǎn)，植物品種是植物生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，改良植物品種的過(guò)程稱(chēng)為植物育種。植物基因工程和植物遺傳育種相結(jié)合是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向。獲得具有優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高抗病抗逆性和其它特殊性狀的植物品系是農(nóng)業(yè)發(fā)展的目標(biāo)和推動(dòng)力，將轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用于植物遺傳育種是現(xiàn)代植物育種技術(shù)發(fā)展的新動(dòng)力，轉(zhuǎn)基因技術(shù)就是將人工分離和修飾過(guò)的外源基因?qū)氲侥康纳矬w的基因組中，從而達(dá)到改造生物性狀的目的。

在該技術(shù)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是要將外源基因置于合適的啟動(dòng)子之后才能引導(dǎo)該基因在目的生物體基因組中表達(dá)。啟動(dòng)子是指位于功能基因上游的一段能使基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄的脫氧核糖核酸(DNA)序列。啟動(dòng)子可以被RNA聚合酶識(shí)別，并起始轉(zhuǎn)錄，啟動(dòng)子在決定基因表達(dá)的時(shí)空模式中起著主要的作用。目前常用的轉(zhuǎn)基因啟動(dòng)子主要是泛素(ubiquitin)啟動(dòng)子和煙草花葉病毒35S啟動(dòng)子等組成型表達(dá)啟動(dòng)子，對(duì)于水稻轉(zhuǎn)基因，該類(lèi)啟動(dòng)子可以有效地誘導(dǎo)外源基因在水稻中表達(dá)，但是該類(lèi)啟動(dòng)子誘導(dǎo)外源基因的表達(dá)沒(méi)有器官和組織的特異性，在水稻的各個(gè)器官和組織該啟動(dòng)子都會(huì)誘導(dǎo)外源基因表達(dá)，這就限制了該啟動(dòng)子的應(yīng)用價(jià)值，我們進(jìn)行轉(zhuǎn)基因育種時(shí)通常需要將我們導(dǎo)入的外源基因在水稻特定的發(fā)育階段和器官表達(dá)，這是該類(lèi)啟動(dòng)子所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。

維管束是植物重要的功能組織，是輸送養(yǎng)分、水分、影響抗逆能力的重要組織，如果能獲得調(diào)控基因在維管束中特異表達(dá)的啟動(dòng)子，將該啟動(dòng)子應(yīng)用于轉(zhuǎn)基因水稻，可以誘導(dǎo)功能基因在水稻維管束中特異的表達(dá)。在一些植物如水稻中，維管束還與籽粒灌漿物質(zhì)的運(yùn)轉(zhuǎn)，籽粒充實(shí)度有關(guān)。

現(xiàn)有技術(shù)中，有關(guān)維管束特異表達(dá)啟動(dòng)子的相關(guān)研究甚少，因此分離克隆到這樣的啟動(dòng)子，提供一種在轉(zhuǎn)基因水稻維管束中特異表達(dá)外源基因的方法，對(duì)于現(xiàn)代遺傳育種技術(shù)也具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中，植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)中的啟動(dòng)子誘導(dǎo)外源基因的表達(dá)沒(méi)有器官和組織的特異性的缺點(diǎn)，提供一種能夠特異誘導(dǎo)外源基因在植物(尤其是水稻)維管束表達(dá)的啟動(dòng)子、獲得含有該啟動(dòng)子的表達(dá)盒、重組表達(dá)載體、宿主菌、轉(zhuǎn)化子以及該啟動(dòng)子的應(yīng)用。

為此，本發(fā)明第一方面提供了一種植物維管束特異性表達(dá)啟動(dòng)子，其為：

1)SEQ?ID?No:1所示的核苷酸序列；

2)與SEQ?ID?No:1所示的核苷酸序列經(jīng)取代、缺失或添加一個(gè)以上的核苷酸，且具有相同功能的核苷酸序列，優(yōu)選地，所述與SEQ?ID?NO:1所示的核苷酸序列具有相同功能的核苷酸序列與SEQ?ID?NO:1所示的核苷酸序列具有至少90％的同源性，更優(yōu)選95％。

本發(fā)明所涉及的“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(yōu)選為水稻。

在發(fā)明的一些實(shí)施方式中，植物維管束特異性表達(dá)啟動(dòng)子為OsOPT7啟動(dòng)子。

本發(fā)明的發(fā)明人從水稻日本晴基因組中分離了水稻維管束特異表達(dá)基因OsOPT7，并獲得其啟動(dòng)子序列。水稻OsOPT7基因?qū)儆谥参锕央倪\(yùn)輸基因家族，該基因在維管束中特異性表達(dá)。

本發(fā)明第二方面提供一種包含所述的植物維管束特異性表達(dá)啟動(dòng)子的表達(dá)盒。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述表達(dá)盒使連接在其內(nèi)的目的基因在植物維管束中特異性表達(dá)。