[发明专利]毛果杨中分离的花器官特异表达启动子及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种从植物中分离的启动子，尤其涉及从毛果杨(Populus trichocarpa Torr.& Gray)所分离的花器官特异表达启动子，本发明还涉及含有该花器官特异表达启动子的重组植物表达载体以及宿主细胞，本发明进一步涉及它们在研究花器官基因表达模式或转录调控机制、改良植物性状、培育植物新品种等方面的应用，属于植物组织或器官特异性表达启动子的分离及其应用领域。

背景技术

启动子是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列，是重要的顺式作用元件，一般位于结构基因5’端上游区。高等植物基因调控主要在转录水平进行，启动子控制着基因表达的起始时间和表达程度，同时对所使用的RNA聚合酶类型也起着决定性作用，所以它是理解基因表达模式和转录调控机制的关键，是植物基因转录调控的中心。

根据启动子的转录模式及功能，可将其分为三类：组成型启动子、组织或器官特异性启动子和诱导型启动子。目前，在植物基因工程中使用的大多数为组成型启动子，使外源目的基因在植物各组织部位高水平表达，但是，在此过程中会出现多种多样的问题，例如不能从时间和空间上有效地调控目的基因的表达，过度消耗细胞内的物质和能量（Gittins JR,Pellny TK,Hiles ER,Rosa C,Biricolti S,et al.(2000)Transgene expression driven by heterologous ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase small-subunit gene promoters in the vegetative tissues of apple(Malus pumila mill.).Planta210:232-240.）；大量异源蛋白或代谢产物在植物体内积累，打破植物的代谢平衡，不利于植物生长（Robinson DJ(1996)Environmental risk assessment of releases of transgenic plants containing virus-derived inserts.Transgenic research5:359-362.）；引起基因沉默或共抑制现象（Kumpatla SP,Chandrasekharan MB,Iyer LM,Guofu L,Hall TC(1998)Genome intruder scanning and modulation systems and transgene silencing.Trends in Plant Science3:97-104；Mette MF,Aufsatz W,van der Winden J,Matzke MA,Matzke AJ(2000)Transcriptional silencing and promoter methylation triggered by double-stranded RNA.EMBO J19:5194-5201.）；此外还存在转基因植物安全性隐忧。因此，科学家们不断寻找更为有效的组织或器官特异性启动子来代替组成型启动子，以期更精确的调控外源基因的表达。

组织或器官特异性启动子调控下的基因转录过程一般只发生在某些特定的组织或者器官中。组织或器官特异性表达启动子可以更加经济有效的调控外源基因的表达，特异地在特定需要的部位发挥作用，这样不仅可以提高外源基因的表达丰度，而且将生物能耗降到最低，从而不影响植株的正常生长。另外，深入研究组织或器官特异性启动子有助于阐明植物形态、发育、代谢途径等基础理论，而且具有广泛地应用价值。对组织或器官特异性表达启动子进行深入地研究已成为当前植物基因工程领域的热点。