[發(fā)明專利]植物花藥花粉發(fā)育后期特異性表達(dá)啟動子及其應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010011912.4
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111154756A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王夢龍;唐曉艷
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市作物分子設(shè)計(jì)育種研究院;深圳廣三系農(nóng)業(yè)科技有限公司
• 主分類號: C12N15/113
• 分類號: C12N15/113;C12N15/82;A01H5/02;A01H4/00;A01H6/46
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本發(fā)明公開植物花藥花粉發(fā)育后期特異性表達(dá)啟動子pOsLSP及其應(yīng)用，屬于植物生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及水稻花藥花粉發(fā)育后期特異性表達(dá)啟動子在調(diào)控水稻雄性育性中的應(yīng)用。本發(fā)明通過克隆水稻日本晴pOsLSP5和pOsLSP6啟動子的核苷酸序列，分別將它們與造粉體轉(zhuǎn)運(yùn)信號肽基因BT1(TP)和α?淀粉酶基因ZM?AA1進(jìn)行嵌合，構(gòu)建重組表達(dá)載體和進(jìn)行遺傳轉(zhuǎn)化。在pOsLSP啟動子驅(qū)動下和造粉體轉(zhuǎn)運(yùn)信號肽的引導(dǎo)下，α?淀粉酶基因可在晚期花粉中表達(dá)并水解淀粉，造成轉(zhuǎn)基因花粉不育，準(zhǔn)確性高，并可用于保持雄性不育植株的純合隱性狀態(tài)和大量擴(kuò)繁不育系，省去在雜交制種過程中的人工去雄步驟，在作物種植資源改良和遺傳育種等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于植物生物技術(shù)種領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及分離的DNA，其能夠指導(dǎo)可操作地連接在其下游的核酸在植物花藥花粉中特異轉(zhuǎn)錄和/或表達(dá)。另外，本發(fā)明還涉及包含該DNA的表達(dá)盒和植物等，并涉及該DNA的應(yīng)用。

背景技術(shù)

植物基因調(diào)控主要是在轉(zhuǎn)錄水平上進(jìn)行的，受多種順式作用元件和反式作用因子的相互協(xié)調(diào)。啟動子是重要的順式作用元件，它是位于結(jié)構(gòu)基因5’端上游區(qū)域調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄的一段DNA序列，能活化RNA聚合酶，使之與模板DNA準(zhǔn)確地結(jié)合，確保轉(zhuǎn)錄精確而有效地起始，在轉(zhuǎn)錄調(diào)控中起關(guān)鍵作用。根據(jù)其驅(qū)動基因表達(dá)的不同特點(diǎn)，啟動子分為組成型啟動子和特異性啟動子：組成型啟動子能在所有細(xì)胞或組織中，不分時間和空間地啟動轉(zhuǎn)錄；特異性啟動子又可分為組織特異性啟動子和誘導(dǎo)型啟動子，其中組織特異性啟動子可啟動下游基因在某些特定的器官或組織部位表達(dá)；而誘導(dǎo)型啟動子平時不啟動轉(zhuǎn)錄或轉(zhuǎn)錄活性很低，但在某些特定的逆境信號的刺激下，轉(zhuǎn)錄活性能夠顯著地提高。

外源DNA序列可以通過連接到特定的啟動子從而啟動其在植物宿主中的表達(dá)，啟動子類型的選擇決定基因的表達(dá)時間和部位。目前在農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的主要是一些組成型的強(qiáng)啟動子，比如花椰菜花葉病毒的CaMV35S啟動子和玉米的Ubiquitin-1啟動子，然而在利用這些啟動子誘導(dǎo)目的基因轉(zhuǎn)化水稻等作物以期改良作物的品質(zhì)時，往往會由于目的基因表達(dá)的時間(發(fā)育階段特異性)或空間(組織器官特異性)不能很好地控制而導(dǎo)致改良效果不明顯，或者由于這些組成型啟動子誘導(dǎo)基因表達(dá)量太高而對植物的生長發(fā)育造成影響，這些都是目前利用組成型強(qiáng)啟動子結(jié)合功能基因來改良作物品質(zhì)時遇到的障礙。

此外，在研究某些代謝過程或調(diào)節(jié)途徑時，常常需要將同一途徑上的兩個以上基因轉(zhuǎn)化到同一個株系中去，如果采用轉(zhuǎn)化其中一個基因得到轉(zhuǎn)基因植株后再轉(zhuǎn)化另外一個基因，或者兩個基因分別轉(zhuǎn)化完成后再進(jìn)行雜交，都需要等待較長的時間。為了提高效率以縮短多個基因轉(zhuǎn)化的時間，最近有報(bào)道可以利用新的載體同時進(jìn)行多個基因的轉(zhuǎn)化，但是在多基因轉(zhuǎn)化時如果重復(fù)使用同一個啟動子，也會由于啟動子序列的高同源性可能導(dǎo)致基因沉默。