本发明专利技术公开了一种水稻根毛伸长调控基因ＯｓＥＸＰ１７的启动子，该启动子为ＳＥＱ?ＩＤ?ＮＯ：１所示的核苷酸序列。本发明专利技术还同时公开了上述水稻根毛伸长调控基因ＯｓＥＸＰ１７的启动子的用途，用于构建转基因水稻；该启动子的功能在于能启动下游编码基因在水稻根毛细胞中的高效表达。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于植物基因工程领域。具体的说，本专利技术涉及克隆水稻0sEXP17基因编 码区的上游启动子序列及其用途。
技术介绍
根系是植物吸收水分、养分的重要器官，而根毛又是植物根系功能区段生理活性 界面的重要组成部分。植物根尖的结构包括四部分根冠、分生区、伸长区和成熟区。在分 生区根毛细胞与非根毛细胞开始出现形态差异；到了伸长区根毛开始形成；在成熟区生毛 细胞成熟并完全分化，根毛生长并达到成熟(Dolan et al.，1993)。根毛是根表皮细胞上的 一些管状突起，根毛发育过程大致可以划分为表皮细胞特异化、起始、尖端生长和成熟4个 阶段(Gilroy and Jones，2000)。根毛的存在可有效扩大表皮细胞与根际土壤的接触面积，有利于提高根系吸收 土壤中水分和矿质营养的效率以及与土壤微生物的互作(Grierson and Schiefelbein, 2002)。近年来植物根毛发生发育及养分吸收的研究取得了较大的进展。目前的研究主要 是基于双子叶模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)的根毛相关突变体展开的，而以水 稻(Oryzasativa)为模式植物的禾本科作物的根毛发生机制研究较少。采用遗传转化技术是利用优良基因(尤其是外源基因)改良物种的一条重要途 径。通过遗传转化技术改良物种除需要优良基因资源外，还需要适用于目标基因在最佳状 态下发挥功能的启动子。国际国内可供选择用于农作物性状改良的功能基因的数量逐渐在 增加。但是与之相比，可供选择的启动子数量和种类却非常有限，尤其缺乏适用于改良农 作物性状的启动子。启动子已经成为采用遗传转化技术改良物种的瓶颈之一。目前国际 国内用于农作物遗传转化的启动子主要是玉米泛素(ubiquitin)基因启动子、水稻肌动蛋 白(actin)基因启动子、病毒35S等组成型表达启动子。它们调控目标基因在所有组织中 都表达，而且没有时空限制。用这些启动子调控目标基因表达时，由于大量目标蛋白在不需 要的细胞中出现，往往容易造成物种形态和生理功能异常。虽然国际上也有少量特异启动 子分离克隆的报道，但是涉及的农作物的种类很少，数量非常有限，而且我们不具有知识产 权，将受限于生产应用。上文中的参考文件具体如下1、Dolan, L. , Janmaat, K. , ffillemsen, V. , Linstead, P. , Poethig, S. , Roberts, K. , Scheres, B. (1993). Cellular organisation of the Arabidopsis thaiIana root. Development, 119 :71_84(Dolan, L. , Janmaat, K. , ffillemsen, V. , Linstead, P. , Poethig, S.，Roberts, K.，Scheres, B. (1993).拟南芥的根细胞组织体系。《发育》119 :71_84)2、Gilroy, S. , and Jones, D. L. (2000). Through form to function :root hair development andnutrient uptake. Trends Plant Sci 5,56-60. (Gilroy, S., and Jones, D.L. (2000).从根毛发育的形态到养分吸收的功能。《植物科学发展趋势》5，56-60.)3、Grierson，C.，and Schiefelbein，J. (2002). Root Hairs. The Arabidopsis3Book(Grierson, C. , and Sehiefelbein, J. (2002).根毛。《拟南芥》)4、 Hiei, Y. ， Ohta, S. ， Komari, T. and Kumashiro, Τ. (1994) Efficient transformation of rice, Oryza sativa L.，mediated by Agrobacterium and sequence analysis of the boundaries of theT-DNA. Plant J. 6,271-282. (Hiei, Y. , Ohta, S., Komari, T. and Kumashiro, T. (1994)通过农杆菌介导的水稻高效转化系统以及T-DNA边界 序列的分析。《植物杂志》6，271-282.)5、Terada R. and Shimamoto K. (1990). Expression of CaMV35S_GUS gene in transgenic riceplants. Molecular and General Genetics 220:389-392. (Terada R. and Shimamoto K. (1990). CaMV35S_GUS基因在转基因水稻中的表达。《分子与普通遗传学》220 389-392.)
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种水稻根毛伸长调控基因0sEXP17的启动子， 该启动子能在根毛细胞强烈表达。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种水稻根毛伸长调控基因0sEXP17的启动 子，该启动子为SEQ ID NO :1所示的核苷酸序列。作为本专利技术的水稻根毛伸长调控基因0sEXP17的启动子的改进该启动子还包括 在SEQ ID NO :1所示的核苷酸序列中添加、取代、插入和缺失一个或多个核苷酸生成的突变 体、等位基因和衍生物。作为本专利技术的水稻根毛伸长调控基因0sEXP17的启动子的进一步改进该启动子 还包括是在高严谨条件下可与SEQ ID NO :1所示的核苷酸序列杂交、且具有相同功能的核 苷酸序列。本专利技术还同时公开了上述水稻根毛伸长调控基因0sEXP17的启动子的用途用于 构建转基因水稻。作为本专利技术的水稻根毛伸长调控基因0sEXP17的启动子的用途的改进该启动子 的功能在于能启动下游编码基因在水稻根毛细胞中的高效表达。本专利技术的专利技术人克隆了水稻根毛伸长控制基因0sEXP17(水稻根毛发育相关基因 0sEXP17的克隆和功能研究，浙江大学何晓薇博士论文，2008)。expl7突变体表现为根毛长 度变短，直径变粗，单位面积内根毛细胞数量也显著增多。但是，除此之外突变体其它的表 型没有显著变化，其地上部(包括株高等)及根部(主根长度、侧根长度和数量、不定根长 度和数量)与野生型相比都没有显著性差异；通过对突变体整个生育期及其农艺性状的考 察，发现它与野生型之间也没有显著性差异。由此表明0sEXP17对根毛伸长的作用具有特 异性。本专利技术分离了水稻根毛伸长控制基因0sEXP17编码区的上游启动子序列，本专利技术 提供了具有SEQ ID NO :1所示序列的基因片段的载体。本专利技术对转基因材料的根、茎、叶和 花等多种不同组织进行了 RT-PCR检测及根部GUS组织化学染色，结果表明该启动子是在根 毛细胞强烈表达。具体的说，本专利技术涉及克隆水稻0sEXP17基因编码区的上游启动子序列，该核苷 酸序列的功能在于能启动下游编码基本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种水稻根毛伸长调控基因ＯｓＥＸＰ１７的启动子，其特征在于：该启动子为ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１所示的核苷酸序列。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴平，何晓薇，莫肖蓉，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]
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