一种大豆组织特异性启动子GmFTL5及其应用制造技术

本发明专利技术涉及分子生物学，具体公开了一种大豆组织特异性启动子GmFTL5及其应用，所述特异性启动子GmFTL5的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。本发明专利技术利用所述特异性启动子GmFTL5在模式生物拟南芥中调控GUS基因的表达，结果表明启动子GmFTL5可明显提高植物花萼、花瓣、花药和花粉粒中GUS基因的表达量，表明本发明专利技术所述的特异性启动子GmFTL5在植物花萼、花瓣、花药和花粉粒中具有特异性，适合在各种作物、林木、蔬菜、花卉、牧草等植物的花萼、花瓣、花药和花粉粒中特异性表达目标基因。

【技术实现步骤摘要】
一种大豆组织特异性启动子GmFTL5及其应用
本专利技术涉及分子生物学，具体地说，涉及一种大豆组织特异性启动子GmFTL5及其应用。
技术介绍
启动子是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列，它是基因的一个组成部分，调节基因的转录起始时间和表达程度。目前，根据调节基因表达水平，启动子可分为三种类型：组成型启动子、组织特异型启动子和诱导型启动子。组成型启动子在所有组织中表达，它不依赖于环境因素和发育过程。组成型启动子驱动的表达通常不受内源因素的影响，在不同物种中都有较强的活性。组织特异性的启动子在某个特异的组织中表达。就植物而言，组织特异性的启动子可以在植物的特定组织如维管系统、光合组织、根、种子或生殖器官等启动目的基因表达。诱导型启动子不受内源因素影响，但受光、热、冷和创伤等环境条件和外在刺激控制。诱导型启动子还可受一些激素、乙醇或抗生素等诱导启动目的基因表达。目前为止，已有大量的组织特异性启动子被分离出来，其中包括叶片特异性启动子、韧皮部特异性启动子、块茎特异性启动子、根特异性启动子、花特异性启动子、果实特异性启动子和种子特异性启动子。如花粉发育有关的组织特异性启动子如TA29(Marianietal.1990)、Lat52(Twelletal.1990)、Osg6B(Yokoietal.1997)和Zm13(Hamiltonetal.1992)等已有详细研究报道；UBC6启动子主要在花和种子中表达(Wattsetal.1994)；苯丙氨酸解氨酶(phenylalanineammonialyase,PAL)基因启动子在萼片、花药和心皮中表达(Ohletal.1990)、香豆素辅酶A连接酶(4coumarat:coenzymeAligase,4CL)基因启动子(Hauffeetal.1991)和查尔酮合成酶(chalconesynthase,CHS)基因启动子(Koesetal.1990)能够有效驱动GUS在花瓣中表达。这些启动子都能特异启动目标基因的表达，改变特异组织器官的发育。但在大豆的花萼、花瓣、花药和花粉粒中特异性表达的启动子鲜有报道。开花是植物从营养生长向生殖生长的关键转变，包括开花诱导、花的发端和花器官发育三个阶段，受众多基因调控。在拟南芥中FT(FloweringLocusT)基因是成花素重要元件，在诱导植物开花的过程中起着重要的作用，然而大豆中FT有10个同源基因，这些基因功能冗余或是否存在功能分化尚未知晓，因此有必要研究和获得调控大豆FT同源基因的启动子序列，从而为深入研究大豆成花过程及其它发育过程提供有效手段和途径。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种来自大豆的组织或器官特异性启动子GmFTL5，从而为在各种作物、林木、蔬菜、花卉、牧草等植物的花萼、花瓣、花药和花粉粒中特异性表达目标基因提供有效途径。为了实现本专利技术的目的，本专利技术的技术方案如下：本专利技术首先提供一种大豆组织特异性启动子GmFTL5，其核苷酸序列为下列i)～iv)项之一：i)SEQIDNO.1所示的核苷酸序列；ii)SEQIDNO.1所示的核苷酸序列经取代、缺失和/或增加一个或多个核苷酸且具有相同功能的核苷酸序列；iii)在严格条件下与SEQIDNO.1所示序列杂交且具有相同功能的核苷酸序列，所述严格条件为在含0.1％SDS的0.1×SSPE或含0.1％SDS的0.1×SSC溶液中，在65℃下杂交，并用该溶液洗膜；iv)与i)、ii)或iii)的核苷酸序列具有90％以上同源性且具有相同功能的核苷酸序列。所述启动子在花萼、花瓣、花药和花粉粒中表现出组织特异性。应当理解的是，本领域技术人员可根据本专利技术公开的启动子序列，在不影响其活性的前提下，取代、缺失和/或添加一个或几个核苷酸，得到所述启动子GmFTL5的突变序列。例如，将第65位的C取代为T、将第2441位的A取代为G、将第3006位的T取代为C、将第9006位的T取代为G。本专利技术进一步提供了含有所述启动子GmFTL5的表达盒、载体、转基因细胞系和工程菌。其中，所述转基因细胞系包括不具备分生能力的细胞系。携带有所述启动子和目的基因的表达载体可通过使用Ti质粒、植物病毒载体、直接DNA转化、微注射、电穿孔等常规生物技术方法导入植物细胞中(Weissbach，1998，MethodforPlantMolecularBiologyVIII，AcademyPress，NewYork，第411-463页；Geiserson和Corey，1998，PlantMolecularBiology，2ndEdition)。本专利技术进一步提供了所述启动子GmFTL5在调控下游基因表达中的应用。在本专利技术的具体实施方式中，采用GUS基因作为目的基因作示例性说明。具体为：将启动子GmFTL5与GUS基因重组至表达载体中，并将启动子GmFTL5构建到GUS基因的上游；将获得的植物表达载体GmFTL5pro::GUS转化至大肠杆菌DH5α中扩繁。通过农杆菌介导转化方法，将GmFTL5pro::GUS转入模式植物拟南芥，获得转化GmFTL5pro::GUS的拟南芥2株；通过GUS活性分析表明，GmFTL5启动子在植物的花萼、花瓣、花药和花粉粒特异性表达，可用于包括各种作物、林木、蔬菜、花卉、牧草等在内的各种植物的花萼、花瓣、花药和花粉粒中特异性表达目标基因。基于本专利技术所述启动子GmFTL5可在花萼、花瓣、花药和花粉粒中中特异性表达，并调控下游目标基因进行表达。本专利技术还提供了所述启动子GmFTL5在制备转基因植物中的应用，以及所述启动子GmFTL5在植物花及根发育调节中的应用。本专利技术所述植物包括但不限于拟南芥和大豆。本专利技术所述特异性启动子GmFTL5是采用分段克隆的方法从大豆中克隆得到的，共使用4对特异性引物进行PCR扩增，包括(SEQIDNO.2-9)：GmFTL5-1-F：5’-CTGACAGTCGACGAATGATGTTGGTTT-3’GmFTL5-1-R：5’-AGTTGAATCCAAGAGTCG-3’；GmFTL5-2-F：5’-CTCATGTTTGGACACTAG-3’GmFTL5-2-R：5’-GTTCCTAATAGACTGACGAG-3’；GmFTL5-3-F：5’-CCTAAAGAGTGGAAGACC-3’GmFTL5-3-R：5’-TAGACCACCGTGACAAT-3’；GmFTL5-4-F：5’-CACATATAGTAGACCAT-3’GmFTL5-4-R：5’-ACATCTTGCGCAGAAGGAGACAGTGGAAACT-3’。本专利技术的有益效果至少包括：本专利技术首次公开了大豆花萼、花瓣、花药和花粉粒特异性启动子GmFTL5，利用启动子GmFTL5在拟南芥中过表达GUS基因，结果表明启动子GmFTL5可明显提高植物花萼、花瓣、花药和花粉粒中GUS基因的表达量，因而，GmFTL5启动子在植物花萼、花瓣、花药和花粉粒中具有特异性，适合在各种作物、林木、蔬菜、花卉、牧草等植物的花萼、花瓣、花药和花粉粒中特异性表达目标基因。附图说明图1为本专利技术实施例1中大豆特异启动子GmFTL5的PCR扩增结果；其中，A为4对引物的扩增区段示意图，B为4对引物PCR扩增本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大豆组织特异性启动子GmFTL5，其特征在于，其核苷酸序列为下列i)～iv)项之一：i)SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列；ii)SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列经取代、缺失和/或增加一个或多个核苷酸且具有相同功能的核苷酸序列；iii)在严格条件下与SEQ ID NO.1所示序列杂交且具有相同功能的核苷酸序列，所述严格条件为在含0.1％SDS的0.1×SSPE或含0.1％SDS的0.1×SSC溶液中，在65℃下杂交，并用该溶液洗膜；iv)与i)、ii)或iii)的核苷酸序列具有90％以上同源性且具有相同功能的核苷酸序列。

【技术特征摘要】
1.一种大豆组织特异性启动子GmFTL5，其特征在于，其核苷酸序列为下列i)～iv)项之一：i)SEQIDNO.1所示的核苷酸序列；ii)SEQIDNO.1所示的核苷酸序列经取代、缺失和/或增加一个或多个核苷酸且具有相同功能的核苷酸序列；iii)在严格条件下与SEQIDNO.1所示序列杂交且具有相同功能的核苷酸序列，所述严格条件为在含0.1％SDS的0.1×SSPE或含0.1％SDS的0.1×SSC溶液中，在65℃下杂交，并用该溶液洗膜；iv)与i)、ii)或iii)的核苷酸序列具有90％以上同源性且具有相同功能的核苷酸序列。2.根据权利要求1所述的特异性启动子GmFTL5，其特征在于，所述取代包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅永福，陈福禄，张晓玫，谷月，刘丽敏，
申请(专利权)人：中国农业科学院作物科学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11