一种生殖器官及腺毛组织特异启动子GhS及其应用制造技术

本发明专利技术属于植物基因工程领域，公开了一种生殖器官及腺毛组织特异启动子GhS及其应用，该启动子在拟南芥花药和柱头组织，花瓣，萼片腺毛，叶片腺毛，种子珠柄以及部分种子的表皮毛特异性表达，所述启动子GhS的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。本发明专利技术的GhS启动子具有如下特性：A、在拟南芥组织中的表达情况十分明确，该启动子在棉花等植物上没有报道；B、该启动子序列来自于棉花胚珠，其在拟南芥腺毛中的特异性表达暗示其可以特异性调控目的基因在棉花纤维中的表达；C、结构新，在核酸水平上与已见报道的其它启动子无任何同源性，同源性位点不含有现有专利保护序列和突变位点。

A specific promoter GhS of reproductive organs and glandular trichomes and its application

The present invention belongs to the field of plant genetic engineering, and discloses a kind of reproductive organ and gland hair tissue specific promoter GhS and its application. The promoter is specifically expressed in the Arabidopsis anther and stigma tissue, petals, sepals glandular hairs, leaf glandular hairs, seed shank, and some seeds, and the nucleotide sequence of the promoter GhS. The column is shown as SEQ ID NO.1. The GhS promoter of this invention has the following characteristics: A, the expression in Arabidopsis tissue is very clear, the promoter is not reported on cotton and other plants; B, the promoter sequence comes from the cotton ovule, and its specific expression in the Arabidopsis glandular hairs suggests that it can specifically regulate the target gene in cotton fiber. C and new structure have no homology with other promoters that have been reported at the nucleic acid level. Homologous sites do not contain existing patent protection sequences and mutation sites.

【技术实现步骤摘要】
一种生殖器官及腺毛组织特异启动子GhS及其应用
本专利技术涉及一种生殖器官及腺毛组织特异启动子GhS及其应用，具体为一种能够在植物生殖器官及腺毛组织特异表达的启动子proGhS(简称GhS启动子)以及该启动子在植物遗传改良上的应用。
技术介绍
植物的发育是指植物体的构造和机能由简单到复杂的变化过程，在这个相辅相成的过程中始终受到一系列内部和外部因素的控制。在分子水平上，植物的生长发育和生命周期是植物体在多种代谢和生理过程基础上所发生的不同基因在时间上和空间上有序表达、协同作用的综合现象。基因在整个生命周期中的开关、表达模式以及表达丰度等均受到精确调控。基因表达的调控可在多个层次上进行，包括基因水平、转录水平、转录后水平、翻译水平和翻译后水平的调控，其中转录水平的调控是最主要和最关键的调控方式。在转录水平上，真核生物通过顺式作用元件和反式作用因子的相互作用进行调控，主要是通过调控转录因子与启动子的结合与否、或者结合强弱的变化等来实现。因此，分离并克隆有关表达特异的启动子可以在转录水平上有效地调节基因的表达，以实现基因在不同组织、不同器官或不同环境条件下的表达。此外，获得组织特异性启动子对于转基因作物的研究以及商业化开发都具有重大意义。组织特异性启动子按照植物组织器官可以分为营养器官表达和生殖器官表达的特异性启动子。具体包括叶片、根、韧皮部、维管束、花器官、果实、种子特异性以及其它组织特异表达启动子等。组织特异性启动子不仅能使目的基因的表达产物在一定器官或组织部位累积，增加区域表达量，还可以避免植物营养的不必要浪费，作为植物工程中最富有前景的调控元件，组织特异性启动子一直是生物学领域内的研究热点，并且已经在发育生物学研究、以及植物基因工程方面得到了应用。果实和种子是植物的生殖器官，是营养物质的主要储藏场所。利用果实或种子等器官特异性启动子来调控相应目的基因的表达，不但可以提高目的基因在这些部位的表达量，还可以降低生物能耗以避免不必要的营养浪费，有利于表达产物的分离以及提高作物的产量和品质。已有研究报导，来源于玉米的emb5基因启动子在单、双子叶植物中都具有较高的胚特异活性，成为作物遗传改良中理想的单、双子叶植物都适宜的胚高效特异启动子(于丽萍,2010)。而来源于小麦的TaPR61基因启动子在禾本科作物中可以维持其种子特异表达的模式(Kovafchuketal,2012)。瓜尔豆甘露糖聚合酶(mannansynthaseMS)基因的启动子能够在紫花苜蓿的胚乳中特异性表达(NaoumkinaandDixon,2011)，通常用于指导在豆科物种胚乳-特异性转基因的表达。来自于绿豆的8s球蛋白基因8SGα启动子主要在拟南芥种子中表达，在种子生物反应器中可以用于指导外源蛋白的表达(ChenMX,etal,2014)。近年来，分离与种子特异表达有关的启动子还包括：来源于西瓜的果实特异表达基因AGPL1的启动子(Yinetal.,2009)、番茄的E8p1基因启动子(郭淑华etal.,2007)等。此外，糊粉层特异表达基因ALJ启动子、胚乳特异表达基因Gtl3a启动子在生物反应器上也展现了很好的应用前景(Kuwanoetal,2011；Heetal,2011)。尽管科学家已经在不同的植物中克隆了上述与种子特异性表达有关的启动子，但是到目前为止，具有生殖器官特异性及棉花纤维组织特异性的启动子的研究较少，有待更深入的研究。
技术实现思路
本专利技术针对上述技术缺陷，目的在于提供一种生殖器官及纤维组织特异性表达启动子GhS及其应用，即提供一种新的能够在植物生殖器官及棉花纤维组织中特异表达的启动子GhS。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术提供了第一方面，本专利技术提供一种启动子GhS，序列如SEQIDNO.1所示；该序列可以通过人工合成的方法进行合成，也可以通过生物克隆法即PCR和酶切的方法从棉花的基因组中进行克隆。第二方面，本专利技术提供一组用于扩增所述启动子GhS的外侧引物对，所述外侧引物对的序列如SEQIDNO.2、SEQIDNO.3所示。第三方面，本专利技术提供一组用于扩增所述启动子GhS的内侧引物对，所述内侧引物对的序列如SEQIDNO.4、SEQIDNO.5所示。第四方面，本专利技术提供一种重组载体，包含所述启动子GhS，所述重组载体具体可以是如实施例1中所述的连接启动子GhS的pMD18-T载体等。第五方面，本专利技术提供一种转化体，包含所述启动子GhS，所述转化体采用的宿主为大肠杆菌或农杆菌。第六方面，本专利技术提供一种所述启动子GhS的用途。优选地，所述用途具体为启动子GhS在驱动植物中目的基因在特定组织中表达的应用；所述植物包括棉花、拟南芥；所述组织包括生殖器官、纤维等。优选地，所述启动子GhS在驱动植物中目的基因在特定组织中表达的应用具体为：用含所述转化体的悬浮液浸泡植物组织。优选地，所述用途具体为启动子GhS在植物育种中的应用。第七方面，本专利技术提供一种所述启动子GhS制备方法，包括人工合成法或生物克隆法；优选地，所述启动子GhS的人工合成的方法具体为：步骤一、根据启动子GhS的正链和副链序列，分别合成出长度150～200bp、具有粘性末端的单链寡核苷酸正链片段和单链寡核苷酸副链片段；步骤二、将所述单链寡核苷酸正链片段和单链寡核苷酸副链片段分别退火，形成带有粘性末端的双链寡核苷酸片段；步骤三、混合所述双链寡核苷酸片段，经T4DNA连接酶催化组装成一个完整的启动子GhS。优选地，所述生物克隆法具体为：步骤1、提取棉花基因组DNA；步骤2、以所述DNA为模板，依次用所述外侧引物、内侧引物进行扩增；步骤3、将所述扩增产物进行琼脂糖凝胶电泳检测，即得启动子核苷酸GhS。优选地，所述棉花为陆地棉。本专利技术所述的启动子在拟南芥花药和柱头组织，花瓣，萼片腺毛，叶片腺毛，以及种子珠柄以及部分种子的表皮毛均特异性表达。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术首次采用分子克隆方法，从陆地棉(Gossypiumhirsutum)基因组中分离获得了新的GhS启动子，并且通过转基因实验证实了它具有生殖器官及纤维组织特异性，利用该启动子可以特异驱动基因在上述组织中高水平地转录表达，从而达到了本专利技术目的。本专利技术克隆分离组织特异表达启动子GhS，并利用该启动子在拟南芥中特异表达报告基因以提高基因在特定组织的表达水平。本专利技术的GhS启动子具有如下特性：A)、在拟南芥组织中的表达情况十分明确，该启动子在棉花等植物上没有报道；B)、该启动子序列来自于棉花胚珠，其在拟南芥腺毛中的特异性表达暗示其可以特异性调控目的基因在棉花纤维中的表达；C)、结构新，在核酸水平上与已见报道的其它启动子无任何同源性，同源性位点不含有现有专利保护序列和突变位点。GhS启动子可以特异性提高基因在植物生殖器官及棉花纤维上的表达，为提高纤维衣分含量提供了新的途径，因而具有巨大的应用前景。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1是GhS启动子遗传转化载体的构建示意图；其中，LB、RB分别为T-DNA的左右边界序列，GhS为本专利技术的特异表达启动子，NOS为终止子；图2是转GhS启动子转化拟南芥的不同组织的GUS染本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种启动子GhS，其特征在于，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

【技术特征摘要】
1.一种启动子GhS，其特征在于，其核苷酸序列如SEQIDNO.1所示。2.一组用于扩增根据权利要求1所述启动子GhS的外侧引物对，其特征在于，所述外侧引物对的序列如SEQIDNO.2、SEQIDNO.3所示。3.一组用于扩增根据权利要求1所述启动子GhS的内侧引物对，其特征在于，所述内侧引物对的序列如SEQIDNO.4、SEQIDNO.5所示。4.一种重组载体，其特征在于，包含根据权利要求1所述的启动子GhS。5.一种转化体，其特征在于，包含根据权利要求1所述的启动子GhS。6.一种根据权利要求1所述的启动子GhS的用途。7.一种根据权利要求1所述的启动子GhS的制备方法，其特征在于，利用生物克隆法或人工合成法进行制备。8.根据权利要求7所述的启动子G...

【专利技术属性】
技术研发人员：左开井，孙文杰，高正银，陈云，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31