[发明专利]棉花中的种子特异性启动子

说明书

本申请披露了一种（分离的）核酸序列，其包含选自以下的核苷酸序列：(a)SEQ ID NO:1或其片段，其中所述片段包含SEQ ID NO:1的至少400个连续核苷酸并且具有种子特异性启动子活性，(b)与(a)的核苷酸序列具有至少80%序列同一性并具有种子特异性启动子活性的核苷酸序列；(c)在严格条件下与(a)或(b)的核苷酸序列杂交的核苷酸序列；以及(d)与(a)至(c)中任一项的核苷酸序列互补的核苷酸序列。本文中进一步公开一种嵌合基因，其包含本文所述的与编码感兴趣表达产物的核酸可操作地连接的（分离）核酸和任选地转录终止及多聚腺苷化序列。本文中还公开了如权利要求书中表征的一种载体、转基因植物细胞、转基因植物和种子。本文所公开的方法涉及产生转基因植物、培育棉花、产生种子、实现产物在棉花中的种子特异性表达和实现在棉花植物中改变纤维特性的种子特异性表达，如权利要求书中所表征。

在本说明书中，引用多份文献，包括专利申请和生产商的手册。这些文献的公开内容，尽管不认为与本发明可专利性相关，通过引用的方式完整结合在此。更具体地，参考的全部文献通过引用的方式以相同的程度结合，如同专门且个别地指出通过引用的方式结合每份单独的文献。

毛状体是在大部分陆地植物的地上器官的表面上存在的特化表皮附属物。存在几种类型的毛状体：单细胞或多细胞的、分支或不分支的和腺状或非腺状。毛状体有助于植物适应于生物胁迫和非生物胁迫的多个方面，如挡开草食昆虫、调节表面温度、减少水经蒸腾丢失，增加冰冻耐受性、辅助种子散布和保护植物组织免遭UV影响（Eisner等人，1998；Werker,2000；Wagner等人，2004）。腺状分泌性毛状体（GST）经常分泌植物次级代谢物以构成基于天然产物的草食动物和病原体抵抗力（Werker,2000；Ranger和Hower,2001；Wagner等人，2004；Medeiros 和Tingey，2006）。

不同的植物种可以具有不同类型的毛状体，并且一种植物可以形成多于一个类型的毛状体。一年生杂草拟南芥(Arabidopsis thaliana)产生单细胞非腺状毛状体，它们可以是分支或不分支的（Szymanski等人，2000）。烟草植物通常含有多细胞毛状体，包括高的腺状分泌性毛状体（GST）和简单的非腺状毛状体（Wagner等人，2004）。棉纤维是单细胞的和充分伸长的种子毛状体（Kim和Triplett,2001）。

棉纤维是世界范围内唯一最重要的纺织原料。全球每年收获约八千万英亩棉花。按英亩土地面积生产量而言，棉花是美国第五大作物，在2006年至2008年平均种植一千零三十万英亩。全球种植的棉花中大约90%是陆地棉（Gossypium hirsutum），而海岛棉（Gossypium barbadense）占大约8%。因此，育种中的主要努力是通过经典方法或通过遗传改变棉花植物的基因组来调节棉纤维特征以更好地适应工业及消费者的需要。待实现的目的包括增加的棉绒（lint）纤维长度、强度、可染性、减少的棉短绒产生、纤维成熟度比率、未成熟纤维含量、纤维整齐度和马克隆尼值。

棉纤维发育是一个受众多基因调节的多阶段过程，多个所述基因在形成纤维细胞时上调或高表达（Li,C.H.等人，2002；Ruan等人，2003；Wang,S.等人，2004；Li等人，2005；Luo等人，2007）。

已经描述了驱动棉籽中基因表达的不同启动子。来自棉花的种子特异性或毛状体特异性启动子是熟知的，异源启动子也用来控制棉花中的种子特异性、种衣特异性或毛状体特异性表达。