[发明专利]茄科植物矮牵牛花粉的一种特异表达启动子及其基因序列与应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物工程领域。更具体地，本发明涉及茄科植物矮牵牛花粉的一种特异表达启动子及其基因序列与应用。

背景技术

自交不亲和性是一种广泛存在于显花植物中的种内生殖障碍，该机制可以抑制近亲繁殖而促进异交，从而提高物种的遗传多样性和适应性。其中，存在于茄科、车前科和蔷薇科中的配子体自交不亲和性是最常见的类型。长期的遗传学研究发现，这类自交不亲和性是由单一的多态性S-位点所控制，该位点至少包含两个独立的自交不亲和反应特异性决定因子，分别称为花柱S基因和花粉S基因，它们分别在花柱中表达(控制花柱识别的特异性)和花粉中表达(控制花粉识别的特异性)(deNettancourt，2001)。由于花柱S基因首先被克隆，并且证明其具有核酸酶活性，又称其为S核酸酶，存在于上述三个科中的自交不亲和性又被称为基于S核酸酶的配子体自交不亲和性。在这三个科中，自交不亲和性共享同样的机制。

花柱S基因已经有系统的研究。花粉S基因的研究随着其被克隆也逐渐开展。根据先前的遗传学研究，人们预期花粉S基因应该具有至少三个特征：位于S位点、在花粉中表达且与S核酸酶有直接的相互作用。花粉S基因首先在车前科的金鱼草中被克隆，然后在蔷薇科的杏和茄科植物的矮牵牛中克隆到了花粉S基因，花粉S基因编码一类F-box蛋白，将其命名为SLF/SFB(S locus F-box/S-haplotype-specific F-box)(Lai et al，2002；Ushijima et al，2003；Sijacic et al，2004)。SLF已经被证明与S位点连锁，在花粉中特异表达，且与S核酸酶有相互作用，转基因实验也证明其控制了自交不亲和的特异性(Qiao et al，2004a；Sijacic et al，2004)。生化分析表明，SLF在体内形成一类SCF复合体，作为一种泛素连接酶来起作用，它通过泛素化异己的S核酸酶来行使功能(Qiao etal，2004b)。

在Qiao等的工作中，本实验室克隆了花粉S基因PhSLF-S3A，它具有上述花粉S基因的特征：位于S位点、在花粉中表达且与自己和异己的S核酸酶均有相互作用(Qiao et al，2004b)。

花粉特异表达的启动子研究始于上世纪八九十年代，双子叶植物中有代表性的是西红柿中的LAT52、LAT56和LAT59启动子(Twell et al，1991)，烟草中的G10启动子(Rogers et al，2001)。单子叶植物中有代表性的是水稻中的OSIPA和OSIPK的启动子研究(Gupta et al，2007；Swapna et al，2010)。由于启动子调控表达的时间空间不同，在相同时空表达的启动子又有表达强度的区别，人们在进行生物工程改造时，根据不同的需要就要选择合适的启动子。本发明就为这种需要提供了一种新的选择。

矮牵牛是一种广泛栽培的园艺植物，花色丰富，品种多样，且花期较长，从4月至10月底可陆续开花不断，深受人们喜爱。

发明内容

本发明的目的是提供一种矮牵牛花粉特异表达的启动子及其基因序列。

本发明提供的是矮牵牛花粉S基因PhSLF-S3A的启动子，是具有序列表中SEQ ID No：1的DNA序列，或者是将SEQ ID No：1所示的核苷酸序列经过一个或几个核苷酸的取代、缺失或添加且具有与SEQ IDNo：1所示的核苷酸序列相同作用的由SEQ ID No：1衍生的启动子。是下列核苷酸序列之一：

1)序列表中SEQ ID No：1的DNA序列；

2)与序列表中SEQ ID No：1限定的DNA序列具有90％以上同源性。

序列表中SEQ ID No：1的DNA序列由2120个碱基对组成，扩增PhSLF-S3A启动子中任一片段的引物对也在本发明的保护范围之内，其中，上游引物和下游引物之间的距离在50到2100个碱基之间；该引物对中的每一个引物的长度为15到30个碱基。