水稻花药及种子高效启动子POsAOM及其重组表达载体和应用制造技术

本发明专利技术公开了水稻花药及种子高效启动子POsAOM及其重组表达载体和应用，该启动子具有如SEQ ID NO.23所示核苷酸序列，该启动子可调控目的基因高表达于花药和种子，可以控制花粉育性和种子性状，用来产生新的水稻雄性不育系或可育系，或用来改良种子性状，以实现水稻育性调控或品种改良。

【技术实现步骤摘要】
水稻花药及种子高效启动子POsAOM及其重组表达载体和应用
本专利技术属于生物
，具体涉及水稻花药及种子高效启动子POsAOM，还涉及含有该启动子的重组表达载体和应用。
技术介绍
启动子一般位于基因编码区的上游，启动子中含有顺式作用元件，是一些特殊的DNA序列，决定特殊转录因子的结合，从而实现基因的转录调控。启动子还提供RNA聚合酶定位信息，RNA聚合酶识别并结合启动子相关区域，以启动RNA的转录。因此，启动子是基因转录所必须，特殊的启动子决定与之相连的基因的特殊表达模式。筛选和分离一些具有组织或器官高表达水平的启动子以及分析有关的重要特异性调控元件功能，在基因工程研究中有着广泛的用途。花药是花粉产生和成熟的场所，正常的花粉发育需要很多基因在花药或/和花粉中高效表达，利用花药或花粉高效启动子表达花粉发育相关基因或片段，可以调控花粉育性。种子是粮食作物重要的收获器官，利用种子高效启动子可以在种子中表达目的基因，以获得或改善种子中表现的产量、抗逆、品质和标记等性状。杂种优势利用在提高水稻产量，品质和抗性起了非常重要的作用。目前，人们主要通过质核互作不育系(三系法)和温光敏不育系(两系法)来实现水稻的杂种优势。然而，由于质核互作不育系配组不自由，可利用的亲本有限，种子生产比两系法复杂，温光敏不育系的育性受自然温光条件影响，大面积制种风险大等原因，使得水稻的杂种优势无法通过这两种不育系得到充分体现。花药和种子高效启动子能够调控下游基因特异表达于花药和种子，而通过花药高效启动子调控相关基因的表达，能影响花药和花粉的发育获得雄性不育系或雄性可育系，通过种子高效启动子表达相关基因能够改变种子相关性状。因此，分离花药和种子高效启动子对植物品种改良具有重要意义。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供花药和种子高效启动子POsAOM，该启动子调控目的基因高效表达于花药和种子，控制小孢子萌发孔发育等相关基因的表达，比如调控OsAOM基因(核苷酸序列如SEQIDNO.2所示)的表达，该基因编码一个GDSL脂肪酶，同花粉萌发孔发育有关，从而能够用于产生新的水稻雄性不育系，或用于在种子中表达其他目的基因，在农业生产上有重要作用，技术方案为：花药及种子高效启动子POsAOM，所述花药及种子高效启动子POsAOM的核苷酸序列如SEQIDNO.23所示；或SEQIDNO.23所示序列经添加、取代、插入或缺失一个或一个以上核苷酸生成的具有与POsAOM启动子功能相同的核苷酸序列；或与SEQIDNO.23所示序列有80％或90％以上同源性的核苷酸序列。本专利技术的目的之二提供花药和种子高效启动子POsAOM的重组表达载体，其技术方案为：含有所述花药及种子高效启动子POsAOM的重组表达载体。优选的，所述重组表达载体是目的基因前载入花药及种子高效启动子POsAOM；更优选的，所述目的基因为GUS基因或者具有调控花粉育性和种子性状的基因或基因片段。本专利技术的目的之三在于提供花药和种子高效启动子POsAOM的应用，技术方案为：所述花药及种子高效启动子POsAOM在调控植物花粉育性和改良种子性状中的应用。优选的，所述植物为禾谷类植物。更优选的，所述禾谷类植物为水稻、小麦、高粱、大麦、燕麦和黑麦中的一种或多种。本专利技术的有益效果在于：本专利技术公开的花药及种子高效启动子POsAOM，该启动子调控目的基因高效表达于花药和种子，在水稻中调控水稻花粉萌发孔发育相关基因OsAOM表达，影响花粉萌发孔的结构，当表达受阻能够产生水稻雄性不育系；如果用于在种子表达相关基因，可以改良或增加种子性状。本专利技术还公开了花药和种子高效启动子POsAOM的重组表达载体，在POsAOM的调控下使下游基因在花药或种子中高效表达，为植物基因工程领域研究基因在花药和种子高效表达提供了工具，具有广泛的应用前景。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：图l为本专利技术OsAOM基因正常的明恢63及其突变体植株、花药和花粉形态学观察图(A：明恢63稻穗；B：osaom突变体稻穗；C：明恢63花药；D：osaom突变体花药；E：明恢63花粉碘染结果；F：osaom突变体花粉碘染结果；G：明恢63花粉扫描电镜图；H：osaom突变体花粉扫描电镜图)。图2为本专利技术OsAOM基因定位和突变位点示意图(A：OsAOM基因初步定位；B：OsAOM基因精细定位)。图3为本专利技术花药和种子高效启动子POsAOM调控OsAOM基因在不同器官的表达分析图。图4为本专利技术花药和种子高效启动子POsAOM调控OsAOM基因在花药各结构的组织特异表达分析图。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，例如Sambrook等分子克隆实验室手册(NewYork：ColdSpringHarborLaboratoryPress，1989)中所述的条件，或按照制造厂商所建议的条件。术语“花粉萌发孔发育及花粉育性基因”指编码具有调控花粉萌发孔，细胞膜，细胞质及花粉内壁正常发育，最终能使花粉育性正常的GDSL脂肪酶蛋白的核酸序列，碱基序列如SEQIDNO.2中第1-1200位所示的核苷酸序列及其简并序列。简并序列是指，位于SEQIDNO.2序列的编码框第1-1200位核苷酸中，有一个或多个密码子被编码相同氨基酸的简并密码子所取代后而产生的序列。由于密码子的简并性，所以与SEQIDNO.2中第1-1200位核苷酸序列同源性低至约70％的简并序列也能编码出SEQIDNO.1所述的序列。该术语还包括能在中度严谨条件下，更佳的在高度严谨条件下与SEQIDNO.2中从核苷酸第1-1200位的核苷酸序列杂交的核苷酸序列。该术语还包括与SEQIDNO.2中从核苷酸第1-1200位的核苷酸序列的同源性至少70％，较佳地至少80％，更佳地至少90％，最佳地至少95％的核苷酸序列。该术语还包括能编码具有与天然的调控花粉萌发孔，细胞膜，细胞质及花粉内壁的相同功能的蛋白的SEQIDNO.2中开放阅读框序列的变异形式。这些变异形式包括(但并不限于)：若干个(通常为1-90个，较佳地1-60个，更佳地1-20个，最佳地1-10个)核苷酸的缺失、插入和/或取代，以及在5’和/或3’端添加数个(通常为60个以内，较佳地为30个以内，更佳地为10个以内，最佳地为5个以内)核苷酸。术语“启动子”指为RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列。在DNA指导下RNA的合成称为转录，转录的起始由DNA的启动子控制。实施例中，可选用本领域已知的各种载体，如市售的载体，包括质粒，粘粒等。在生产本实施例的调控水稻花粉萌发孔发育的GDSL脂肪酶时，可以将该蛋白的编码序列可操作地连于表达调控序列，从而形成调控水稻花粉萌发孔、花粉细胞质、细胞膜及花粉内壁发育相关蛋白的表达载体。相关核苷酸全长序列或其片段通常可以用PCR扩增法、重组法或人工合成的方法获得。对于PCR扩增法，可根据本实施例所公开的有关核苷酸序列来设计引物，并用市售的cDNA库或按本领域技术人员已知的常规方法所制备的cDNA库，或基因组DNA作为模板，扩本文档来自技高网...

【技术保护点】
花药及种子高效启动子POsAOM，其特征在于：所述花药及种子高效启动子POsAOM的核苷酸序列如SEQ ID NO.23所示；或SEQ ID NO.23所示序列经添加、取代、插入或缺失一个或一个以上核苷酸生成的具有与POsAOM启动子功能相同的核苷酸序列；或与SEQ ID NO.23所示序列有80％或90％以上同源性的核苷酸序列。

【技术特征摘要】
1.花药及种子高效启动子POsAOM，其特征在于：所述花药及种子高效启动子POsAOM的核苷酸序列如SEQIDNO.23所示；或SEQIDNO.23所示序列经添加、取代、插入或缺失一个或一个以上核苷酸生成的具有与POsAOM启动子功能相同的核苷酸序列；或与SEQIDNO.23所示序列有80％或90％以上同源性的核苷酸序列。2.含有权利要求1所述花药及种子高效启动子POsAOM的重组表达载体。3.根据权利要求2所述花药及种子高效启动子POsAOM的重组表达载体，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张毅，吕俊，杨昆，黄远新，管玉圣，武丽娜，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50