[发明专利]一种受组织培养诱导表达的基因03g及制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域。具体涉及一个受到组织培养诱导表达的基因03g，同时还涉及到一个受到组织培养诱导表达的基因03g的调控模式，还涉及一种受组织培养诱导表达的基因03g的用途，所述的基因可用于中花11与明恢63转基因水稻的检测。

技术背景

表观遗传调控是指在不改变DNA序列的前提下，以染色质为物质基础，调控基因的时空表达，从而调控细胞活动及个体发育和环境响应。DNA甲基化和组蛋白修饰是表观调控的主要组成部分。DNA甲基化一般是指DNA的胞嘧啶碱基发生甲基化修饰。组蛋白修饰是指构成核小体骨架的组蛋白的末端(尾巴)可以发生如甲基化、乙酰化等共价修饰，这些修饰通过改变核小体的结构和染色质的蛋白识别调控相应区域的基因表达(Kouzarides.Chromatin modifications and their function.Cell.2008，128：693-705)。在调控基因表达的过程中，DNA的甲基化尤其是启动子和转录起始位点的DNA甲基化会抑制基因的表达，是基因表达沉默的主要标志之一；组蛋白的甲基化会因为修饰的位点的不同对基因表达产生不同的效果，例如组蛋白H3第4位赖氨酸的三甲基化(H3K4me3)是基因活跃表达的标志，而第9位赖氨酸的二甲基化(H3K9me2)则是异染色质的标志，抑制基因的表达。

基因的表达与否和表达模式是由很多调控途径共同作用的综合结果，表观遗传调控作为其主要的调控方式之一，在调控基因表达时也是多种方式共同进行的。例如，DNA的甲基化和组蛋白H3K9的修饰相互促进相互依赖，继而抑制基因的表达(Jackson et al.Control of CpNpG DNA methylation by the KRYPTONITE histone H3 methyltransferase.Nature.2002，416：556-560.)。各种调控手段尤其是表观调控的方式之间的相互作用在基因表达调控的表观遗传记忆的研究正在成为热点。

粮食安全已经是一个世界性的难题。水稻作为全球的主要粮食作物之一，对缓解粮食短缺，尤其是保障我国的粮食安全有着重要的意义，如何提高水稻产量和品质已经成为一项具有重要意义的科学问题。同时，作为禾本科植物研究的模式生物，相关方面的研究也具有相当的理论意义。转基因水稻的研究可能产生在产量、品质和环境适应等方面表现突出的品种，为缓解粮食安全问题提供一个新的选择。然而现阶段的转基因的研究仍存在一定的不确定性，对于转基因植物需要进行严格的管理，田间种植要区别对待，实时监控转基因植株的流向，因此转基因植株的检测手段的研究显得非常重要。

发明内容

本发明的一个目的在于提供了一种受组织培养诱导表达的基因03g，该基因受到DNA甲基化和组蛋白H3K4甲基化的调控。野生型状态下该基因由于DNA甲基化而不表达，组培脱分化成愈伤组织以后发生DNA去甲基化开始活跃表达，同时由于DNA去甲基化引起组蛋白H3K4me3使该基因的表达模式被记忆，从而在分化以后及其后代中仍持续高量表达。由于这种表观调控的相互作用的研究刚刚兴起，水稻甚至整个植物领域的研究更是屈指可数，所以该发明在基因表达调控的理论研究领域具有重要的创新意义。

本发明的另一个目的在于提供了一种分离的DNA片段在转基因水稻检测方面中的应用。目前的转基因水稻基本都是通过农杆菌介导的组织培养的方法得到的，由于本发明的基因03g经过组织培养后即表达并且一直会被遗传记忆，所以本发明提供的基因可用于转基因水稻的检测，丰富转基因水稻的检测手段。

为了实现上述的目的，本发明通过以下技术方案实现：

一个受组织培养诱导表达的基因03g序列的表达模式的建立：申请人通过检索水稻全生育期表达谱数据库(http://crep.ncpgr.cn)，筛选愈伤组织特异表达的基因并设计引物。通过检测这些基因在愈伤诱导前、愈伤诱导后和愈伤分化后的表达模式发现其中一个基因03g在愈伤诱导前不表达，愈伤诱导后开始表达，并且在分化以后同样表达。该基因的登陆号为LOC_Os03g02470，cDNA全长号码为AK102606，基因ID号为32987815。PCR扩增得到一种分离的DNA片段，其序列为SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列。该段序列编码位置蛋白，在正常情况下处于不表达状态，但是经过组织培养的过程就会被激活表达，并且一旦激活后就一直处于表达状态进而传递给后代。