[发明专利]水稻RR17启动子及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种水稻RR17启动子及其应用，尤其涉及一种具有特异表达启动子功能的DNA片段及其应用。

背景技术

植物的根有两个主要的基本功能：从土壤中吸收水份、营养和固定作用。通过对拟南芥模式植物的研究，人们对调控拟南芥等双子叶植物根的遗传因子有了深入的了解。但水稻等单子叶植物的根系与拟南芥有着本质的区别。双子叶植物的生命中起主要作用的是由胚胎发育来的主根。而对于水稻，胚胎发育来的主根只在早期起到重要的作用，种子发芽后的几个星期，茎生根将代替胚胎发育来的主根起主要作用。从起始的机制来讲，茎生根是胚胎后发育来的，因此不能通过同源比对的方式从拟南芥中找到茎生根起始需要的基因。

细胞分裂素是植物的五大经典激素之一，它调控了植物生长发育的各个方面。主要通过对模式植物拟南芥的研究，对细胞分裂素信号转导途径已有了部分了解。细胞分裂素的信号转导是由一种类似于细菌和酵母中的双元组份系统(two-component system)介导的，这个系统包括组氨酸激酶(Histidine Kinases，HKs)，磷酸转运蛋白(Histidine-Phosphotransfer proteins，HPs)和反应调节因子(Response Regulators，RRs)。在模式植物拟南芥中，ARR(Arabidopsis Response Regulators)是双元组分系统的最下游因子，也是其主要功能行使元件。现在已知的拟南芥ARR基因共有24个。根据它们序列的相似程度，功能结构域以及对细胞分裂素的反应，可以将ARR大致分为三类：即A型(10个，包括ARR3-ARR9，ARR15-ARR17)、B型(12个，包括ARR1，ARR2，ARR10-ARR14，ARR18-ARR21和ARR23)以及非典型的ARR22和ARR24。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有特异表达启动子功能的DNA片段及其应用。

本发明提供的DNA片段(OsRR17基因启动子OsRR17p)，来源于水稻(Oryza sativaL.japonica.cv Nipponbare)，为如下1)-3)中任一所述的DNA分子：

1)序列表的序列1所示的DNA分子；

2)在严格条件下与1)所述DNA序列杂交且具有启动子功能的DNA分子；

3)与1)中所述DNA序列具有90％以上同源性，且具有启动子功能的DNA分子。序列1由2455个核苷酸组成。

上述严格条件可为在6×SSC，0.5％SDS的溶液中，在65℃下杂交，然后用2×SSC，0.1％SDS和1×SSC，0.1％SDS各洗膜一次。

含有以上任一所述DNA片段的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌均属于本发明的保护范围。

所述重组载体具体为将OSRR17p插入在pC1300-GUS-NOS的PstI和SalI识别位点间获得的重组载体，所述pC1300-GUS-NOS为将pBI121经SmaI和EcoRI酶切后得到的小片段插入pCAMBIA1300双元载体的SmaI和EcoRI识别位点得到的载体。

扩增以上任一所述DNA片段的引物对也属于本发明的保护范围。

所述引物对中的一条引物的序列为序列2，另一条引物的序列为序列3。

上述DNA片段在使目的基因在植物茎基部节中的表达中的应用也是本发明保护的范围。

上述应用中，所述植物茎基部节为茎生根的起始部位。

上述应用中，所述植物为单子叶植物。

上述应用中，所述单子叶植物为水稻。

上述DNA片段在植物的遗传育种中的应用也是本发明保护的范围。

所述植物为单子叶植物；所述单子叶植物优选为水稻。

本发明的实验证明，OsRR17基因启动子OsRR17p可以在水稻茎生根起始特异性表达，可以用来研究及改善植物根系的发育和对不同土壤环境的适应，最终达到提高产量的目的。对于一些易倒伏的水稻品种，也可以用茎生根特异性表达的启动子来调控抗倒伏基因的表达，增加水稻的抗倒伏能力，然而对水稻的叶片和种子品质没有影响。启动子的发现和其表达模式及功能的阐明，在植物发育调控和生物技术育种中均具有重要意义，为今后在植物茎基部节中特异性表达外源基因提供了新型有效的启动子或顺式元件。