[发明专利]一个植物花药特异表达启动子的鉴定和应用

说明书

技术领域

本发明属于植物生物技术种领域，具体而言，本发明涉及分离的DNA，其能够指导可操作地连接在其下游的核酸在植物花药中特异转录和/或表达。另外，本发明还涉及包含该DNA的表达盒和植物等，并涉及该DNA的应用。

背景技术

外源DNA序列通过连接到特定的启动子从而启动在植物宿主中的表达，启动子类型的选择决定基因的表达时间和部位。目前在农业生物技术领域广泛应用的主要是一些组成型的强启动子，比如CaMV35S启动子和玉米Ubiquitin-1启动子，然而在利用这些启动子诱导目的基因转化水稻等作物以期改良作物的品质时，往往会由于目的基因表达的时间（发育阶段特异性）或空间（组织器官特异性）不能很好地控制而导致改良效果不明显，或者由于这些组成型启动子诱导基因表达量太高而对植物的生长发育造成影响，这些都是目前利用组成型强启动子结合功能基因来改良作物品质时遇到的障碍。

植物基因调控主要是在转录水平上进行的，受多种顺式作用元件和反式作用因子的相互协调。启动子是重要的顺式作用元件，它是位于结构基因5′端上游区域调控基因转录的一段DNA序列，能活化RNA聚合酶,使之与模板DNA准确地结合，确保转录精确而有效地起始，在转录调控中起关键作用。根据其驱动基因表达的不同特点，启动子分为组成型启动子和特异性启动子。组成型启动子能在所有细胞或组织中，不分时间和空间地启动转录；特异性启动子又可分为组织特异性启动子和诱导型启动子，其中诱导型启动子平时不启动转录或转录活性很低，但在某些特定的逆境信号的刺激下，转录活性能够显著地提高。

此外，在研究某些代谢过程或调节途径时，常常需要将同一途径上的两个以上的基因转化到同一个株系中去，采用转化其中一个基因得到转基因植株后再转化另外一个基因，或者两个基因分别转化完成后再进行杂交，都需要等待较长的时间，为了提高效率缩短多个基因转化的时间，最近有报道可以利用新的载体同时进行多个基因的转化，但是在多基因转化时如果重复使用同一个启动子，也会由于启动子序列的高同源性可能导致基因沉默。

本发明通过实验分析，发现OSJFL2基因自翻译起始位点ATG往上-2520bp的启动子片段pOSJFL2，呈现出很强的花药特异表达特性，在pOSJFL2转基因水稻中，其所驱动的报告基因GUS在转基因水稻的花药中表现出很强的表达水平，这些数据充分表明pOSJFL2是一个很强的花药特异表达启动子。

发明内容

本发明提供了一种pOSJFL2启动子，所述启动子具有在花药中特异表达的功能，相应启动子序列如SEQ ID NO:1所示。将SEQ ID NO:1与报告基因GUS相连，转化植物，检测分析转基因植株中的GUS表达活性和表达模式，通过在转基因植株的根、茎、叶和花中都进行GUS染色分析，结果发现pOSJFL2启动子驱动GUS基因主要在水稻花药中表达,更具体地在花药发育的P6期特异性的高表达。说明本发明所提供的SEQ ID NO:1是一个花药特异性表达的启动子。

本发明所提供的植物花药特异表达启动子，含有序列表中SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列，或包含与SEQ ID NO:1中所列核苷酸序列具有90%以上相似性的核苷酸序列，或包含来源于SEQ ID NO:1序列上的100个及100以上连续的核苷酸片段，并且可以驱动与该启动子操作性连接的核苷酸序列在植物花药中的表达。含有上述序列的表达载体、转基因细胞系以及宿主菌等均属于本发明的保护范围。扩增本发明所公开的SEQ ID NO:1启动子的任一核苷酸片段的引物对也在本发明的保护范围之内。

本发明所提供的启动子核苷酸序列还可用于从水稻以外的其它植物中分离相应序列，尤其是从其他单子叶植物中进行同源克隆。根据这些相应序列与本文所列启动子序列间的序列同源性，或与本启动子基因的同源性，使用如PCR、杂交等技术来鉴别分离这些相应序列。因此，根据它们与本发明所列的SEQ ID NO:1启动子序列（或其片段）间的序列相似性而分离的相应片段，也包括在实施方案中。