[发明专利]种子及根尖特异表达启动子的克隆及应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，特别是涉及种子及根部特异表达启动子，其克隆、功能验证其应用。

背景技术

花生是中国重要的油料作物和经济作物，2011年，我国的花生种植面积为470万公顷，产量为1620万吨，居世界首位，占世界花生产量的47.9％(USDA,World Agricultural Production,United States Department of Agriculture,2010)。随着中国大豆面积逐年萎缩，“优化食用油结构，发展花生产业，保证中国食用油战略安全”的呼声越来越高，花生病虫害防治和品质改良应给予足够的重视。花生的品质及产量易受地下害虫、真菌及细菌病害的影响(Vargas Gil S,Haro R,Oddino C,et a1.Crop management practices in the control of peanut diseases caused by soilborne fungi.Crop Protection,2008,27:1-9.)，尽管传统的杂交育种可以得到一些抗虫抗病的花生品系(Garcia G,Tallury S,Stalker H,et al.Molecular analysis of Arachis interspecific hybrids.Theoretical and Applied Genetics,2006,112:1342-1348.)，但是花生栽培品种遗传多样性低(Kochert G,Halward T,Branch W D,et al.RFLP variability in peanut(Arachis hypogaea L.)cultivars and wild species[J].Theor Appl Genet,1991,81:565-570.)，杂交育种周期长，育成的抗病性状通常与其他非预期的性状连锁，因此，借助基因工程育种技术培育花生品种，改良花生品质具有明显的优势。

组织特异性启动子，可以避免蛋白合成的浪费，使基因只在某些特定的器官或组织中表达。目前相继发现的组织特异性启动子主要有根部特异、果实特异、维管组织特异、花粉管特异、韧皮部特异、种子特异和块茎特异等组织特异启动子，是研究基因功能及表达特性的重要工具，尤其在植物基因工程育种中发挥重要作用。

根是植物体的重要器官，除了吸收土壤中的水分及养分、贮存合成有机物质，还和土壤中的微生物有密切的互作关系。花生根系容易受蛴螬等地下害虫的啃食，继而感染根腐病、茎腐病等细菌真菌病害的几率增加，造成部分产区的减产绝收。花生抗病虫基因工程的研究已经在我国陆续的展开，克隆根部特异表达启动子，对于保证抗病虫外源基因在花生根中特异、稳定、高效表达及增加转基因生物安全性具有重要意义。目前已克隆到的植物根特异性启动子主要在拟南芥、水稻、烟草、大豆、玉米、松树、胡萝卜、番茄中，这些启动子驱动的基因多与根系分泌、次生代谢有关，花生根特异性启动子在国内外还很少见有报导。

植物种子，尤其是谷类作物和油料作物，含有丰富的淀粉、蛋白质及脂肪，是粮食和食用油的重要来源，与人们日常生活息息相关，种子也因此成为基因工程改良的重要目标。种子特异启动子的研究有利于人们对植物种子进行定向改造，提高种子营养或改善种子品质。另外，作为植物体的重要贮存组织，种子中可以稳定的贮存大量的蛋白质。基于这一特点，种子可用作理想的生物反应器，利用特异启动子安全、高效、廉价的表达目的蛋白。因此，种子特异启动子的研究为抗体、疫苗及生物药物的生产提供重要的理论基础和实际应用价值。

鉴于地下害虫如蛴螬啃食花生的种子和根部，因此克隆种子及根部特异表达的启动对于地下害虫的防治具有重要的意义。

发明内容

本发明提供一种从花生中克隆得到的种子及根尖特异性表达的启动子，对于植物防治地下害虫，特别是地下果实植物，具有重要的意义。

种子或/和根尖特异性表达启动子，其核苷酸序列如SEQ ID NO3、SEQ ID NO4或SEQ ID NO5所示。

一种表达载体，含有上述的特异性表达启动子。

上述表达载体在转基因植物中的应用。

所述的应用，为该表达载体中插入有抗虫基因，将该表达载体转入植物中，使其在种子或根尖中表达该抗虫基因，以防治地下害虫。

上述的种子或/和根尖特异性表达启动子在转基因植物中的应用。

所述的应用，为将上述的种子或/和根尖特异性表达启动子和抗虫基因的表达载体转入植物中，使其在种子或根尖表达该抗虫基因，以防治地下害虫。