[发明专利]水稻根尖特异表达启动子Pro-Os04g24469及其应用

说明书

技术领域

本发明属于分子生物学、基因工程技术领域，主要是一种水稻根尖特异表达启动子Pro-Os04g24469及其应用。

背景技术

启动子是参与特定基因转录及其调控的DNA序列。它决定了一个基因是否表达、何时表达以及何处表达。按作用方式和功能，启动子可分成组成型启动子、特异型启动子和诱导型启动子三类。在植物基因工程中，人们利用具有不同表达调控水平的启动子来启动目标基因的表达。例如来源于玉米的Ubiqutin和水稻的Actin启动子，能够调控目的基因在根、叶中强烈表达，是植物转基因中被广泛使用的启动子。虽然组成型启动子能驱动目标基因在植物中非特异性地高效表达，但往往造成植株大量积累异源蛋白，打破原有代谢平衡，过分消耗植株能量，因而得不到所预期的表型。因此，选择一些能在组织、器官以及发育各阶段特异的启动子，使目标基因只在特定组织或特定时期表达，对于基因功能研究、作物性状改良有重要的意义。

根系是植物吸收水分和养分的主要器官，并可运输和储存营养物质。根系能够分泌抗病虫的物质来增强植物对各种病原微生物的抵抗力，优良的根系构型也能够在各种非生物胁迫条件下提高植物的耐受力来维持地上部分的正常生长。因此研究根特异型启动子具有广泛而实际的应用价值。利用根特异型启动子来改善植物根的生长和增加根际分泌物，从而实现对污染土壤的生物修复和提高植物的耐盐抗旱能力；同时，利用根特异型启动子研究植物根的发育和根系的形态建成并进行作物遗传改良和新品种培育具有重要意义。

目前在植物中，特别是在水稻等禾谷科作物中使用的根特异型启动子并不多。用根特异启动子RCc3驱动OsNAC10在水稻中的表达后，能增强水稻在干旱胁迫下的耐受力和作物产量（Jin Seo Jeong,Youn Shic Kim,Kwang Hun Baek,Harin Jung,Sun-Hwa Ha,Yang Do Choi,Minkyun Kim,Christophe Reuzeau and Ju-Kon Kim.Root-specific expression of OsNAC10improves drought tolerance and grain yield in rice under field drought conditions.Plant Physiol.2010153:185-197）。由此可见，发展更多的水稻等禾谷科作物的根特异型启动子对基础性研究和遗传改良应用都具有重要意义。关于水稻Os04g24469启动子调控外源基因根特异表达及应用目前还未见相关报道。

发明内容

本发明要解决上述现有技术的缺点，提供一种水稻根尖特异表达启动子Pro-Os04g24469及其应用，具体地说，涉及一个水稻根尖特异表达启动子Pro-Os04g24469及其驱动目标基因在转基因水稻的根中特异表达，以及该启动子在基因工程及遗传改良中的应用。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：为了实现本发明目的，本发明的水稻特异表达启动子Pro-Os04g24469，其具有：i）SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列；或ii）SEQ ID NO：1所示核苷酸序列经取代、缺失和/或添加一个或几个核苷酸且同等功能的由i）衍生的核苷酸序列。

本发明还提供含有上述启动子的载体、含有上述启动子的转基因细胞系以及含有上述启动子的工程菌。

本发明还提供含有上述启动子的转基因株系。

本发明还提供水稻根特异表达启动子Pro-Os04g24469在调控下游基因表达中的应用，优选下游基因为GUS基因、GFP基因、LUC基因等报告基因，或CKX基因、OsNAC10基因等目标基因。所述启动子与目标基因融合，转化到植物细胞或组织中，并将所述植物细胞或组织培育成植株，实现目标基因在植物根尖中特异性表达。

将水稻基因Os04g24469的起始密码子ATG上游1.221kb序列扩增后，连接到GUS表达载体上，进行水稻的转化研究，并用GUS显示底物x-gluc对转基因植株染色，观察根部位的着色情况。

本发明有益的效果是：本发明首次提出一个新的能够在水稻根尖特异表达启动子，该启动子适用于启动目标基因在水稻根部的特异性表达。由于该启动子的特异性很强，因此为后续进一步分析根特异表达的顺式作用元件奠定了基础，同时还可以为植物根系发育与根构型的改造重建，以及植物抗逆基因工程与遗传改良研究提供新的启动子元件。

附图说明