本发明专利技术属于植物生物工程和植物改良基因工程技术领域，具体涉及一个植物花特异表达启动子KT631P的功能鉴定和应用。本发明专利技术公开了一种在植物体中调控异源核苷酸序列表达的方法和DNA构建体。该DNA构建体包含一个新的植物花特异性表达启动子的核苷酸序列，提供了使用本文所公开的花特异启动子序列在植物花器官优先表达异源核苷酸序列的方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于植物生物工程和植物改良基因工程
，具体涉及ー个植物花特异表达启动子KT631P的功能鉴定和应用。
技术介绍
外源DNA序列通过连接到特定的启动子从而启动在植物宿主中的表达，启动子类型的选择决定基因的表达时间和部位。目前在农业生物
广泛应用的主要是ー些组成型的强启动子，比如CaMV 35S启动子和玉米Ubiquitin-I启动子(Battraw and Hall,1990 ；Christensen et al. 1992),然而在利用这些启动子诱导目的基因转化水稻等作物以期改良作物的品质时，往往会由于目的基因表达的时间(发育阶段特异性)或空间(组织器官特异性)不能很好地控制而导致改良效果不明显，或者由于这些组成型启动子诱导基 因表达量太高而对植物的生长发育造成影响，这些都是目前利用组成型强启动子结合功能基因来改良作物品质时遇到的障碍。此外，在研究某些代谢过程或调节途径时，常常需要将同一途径上的两个以上的基因转化到同一个株系中去，采用转化其中ー个基因得到转基因植株后再转化另外ー个基因，或者两个基因分别转化完成后再进行杂交，都需要等待较长的时间，为了提高效率缩短多个基因转化的时间，最近有报道可以利用新的载体同时进行多个基因的转化(Lin etal. 2003; Chen et al. 2006)，但是在多基因转化时如果重复使用同一个启动子，也会由于启动子序列的高同源性可能导致基因沉默。因此，克服以上转化技术上的困难，就很有必要克隆更多的组织器官特异性或者特定条件诱导型表达的启动子，这样可以根据需要选择不同的启动子诱导目的基因在适合的时间或空间表达。植物基因调控主要是在转录水平上进行的，受多种顺式作用元件和反式作用因子的相互协调。启动子是重要的顺式作用元件，是基因表达调控因子中最重要的因子，它基本决定ー个基因是否表达、何时表达和何处表达，它一般位于功能基因的5’侧翼区域，能够与RNA聚合酶以及其他蛋白辅助因子等反式元件相结合，从而控制基因转录的起始和速度。根据其驱动基因表达的不同特点，启动子分为组成型启动子和特异性启动子。组成型启动子能在所有细胞或组织中，不分时间和空间地启动转录；特异性启动子又可分为组织特异性启动子和诱导型启动子。组织特异性启动子亦称器官特异性启动子，在这类启动子的驱动下，基因的表达往往只限于某些特定的器官或组织部位，并表现发育调节等特性。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积累，増加区域表达量，同时也可以避免植物营养的不必要浪费。随着植物基因工程技术的发展，这ー特性必然使组织特异性启动子作为ー种重要的顺式作用元件在生物反应器、选育抗虫、抗病、抗旱、抗高渗胁迫等抗逆特性的转基因植物优良品种等领域得到更加广泛的应用。植物花器官的形成与发育一直是研究的热点问题之一。植物花的发育过程分为4个阶段成花诱导、花分生组织形成、花器官原基产生和花器官成熟。分离这些过程中的花特异性表达基因启动子，在控制植物育种和花卉培育过程中都有重要的作用。目前世界上已经分离鉴定了ー些花器官特异的启动子，例如，PAL价值的zb8启动子驱动报告基因⑶S在转基因水稻的花药、花芽、花托和花丝中都表达[Zhu Q，et al.，1995，Plant Mol.Biol.，29:535-550]，而另ー些花特异启动子则具有花器官某特定组织的特异性，如ー些水稻花药特异性启动子[Tsuchiya T等，1994，Plant Mol. Biol. , 20:1189-1193]、番茄花粉特异性启动子LAT52[Twell D等，1989，Mol GenGenet, 217:240-245]和烟草花药绒毡层特异性启动子 TA29 [Koltunow AM 等，1990，Plant cell，2:1201-1224]等。
技术实现思路
本专利技术提供了一种能在植物花器官驱动特异性转录的启动子核苷酸序列，及克隆并应用该启动子的方法。本专利技术还提供了用于在植物中表达核苷酸序列的方法。在ー些实施方式中，方法包括(a)将核苷酸序列可操作地连接于包括SEQ ID No :1的启动子，以产生表达盒；和(b)生成包括表达盒的转基因植物，由此在植物中，更具体地说，是在植物花器官表达所述核苷酸。在一些实施方式中，所述“生成”包括用表达盒转化植物细胞并从所转化的植物细胞中再生出植物。 本专利技术所提供的植物花特异性表达启动子，含有序列表中SEQ ID No 1所示的核苷酸序列，还包含与SEQ ID No :1中所列核苷酸序列至少具有95%相似性的核苷酸序列，可以驱动操作性连接的核苷酸序列在植物花器官的特异性表达。实施方案中的启动子核苷酸序列可用于从其它生物中分离相应序列，如其它植物(单子叶或双子叶植物等)。根据这些相应序列与本文所列序列间的序列同源性，使用如PCR、杂交等技术来鉴别分离这些相应序列。因此，根据它们与本文所列的完整KT631P启动子序列(或其片段)间的序列相似性而分离的相应片段，也包括在实施方案中。实施方案的启动子区域可从任何植物中分离，包括(但不限干)水稻、芸苔属、玉米、小麦、高粱、两节荠属、白芥、蓖麻子、芝麻、棉籽、亚麻子、大豆、拟南芥属、菜豆属、花生、苜蓿、燕麦、油菜籽、大麦、燕麦、黒麦(Rye)、粟、蜀黍、小黒麦、单粒小麦、斯佩尔特小麦(Spelt)、双粒小麦、亚麻、格兰马草(Gramma grass)、摩擦禾、假蜀黍、羊茅、多年生麦草、甘鹿、红莓苔子、番木瓜、香蕉、红花、油棕、香瓜、苹果、黄瓜、石斛、剑兰、菊花、百合科、棉花、桉、向日葵、芸苔、甜菜、咖_、薯蓣、观赏植物和松类等。本文中“启动子” ー词指DNA调控序列，其中通常含有ー个TATA盒，该序列能够指导RNA聚合酶II在合适的转录起始位点上起始特定编码序列的转录。启动子也可另外含有其他识别序列，它们通常位于TATA盒的上游或5’端，被称作上游启动子元件，这些元件能够影响转录速率。应认识到当鉴别了本文所公开的启动子区域的核苷酸序列后，分离并鉴定位于本文所鉴别的特定启动子区域上游的其它调控元件就属于现有技术范围了。因此，本文公开的启动子区域可另外包含上游调控元件，如负责组织特异性和时间特异性表达的元件、调控组成型表达的元件和增强子等。本文中的“特异性表达”是指目的基因在特定的时间或特定组织器官中表达。“组织特异性启动子”又称“器官特异性启动子”，在这类启动子的调控下，基因往往只在某特定的组织或器官中表达。本文中所述植物花器官特异性表达启动子指在植物花器官特异表达的启动子。通常，如果在某组织或器官中某特定基因的转录产物mRNA的量比在其它组织或器官中高至少5倍，优选至少高10倍，更优选至少高100倍，最优选至少高1000倍水平，则驱动其表达的启动子被认为具有组织或器官特异性。启动子的活性和強度可以根据其驱动基因的mRNA或蛋白质的含量来测定。本专利技术的实施案例中也包括DNA构建体，该构建体含有操作性连接于异源核苷酸序列上的启动子，该启动子含有本专利技术公开的序列，并可在植物细胞中驱动上述异源核苷酸序列进行表达。本专利技术的实施方案还提供了表达载体，以及在基因组中稳定包含上述DNA构建体的植物或植物细胞。“操作性连接”指使异源核苷酸序列处于启动子作用下本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2011.05.17 CN 201110126891.11.一种转化的植物细胞，其特征是含有一种启动子核酸分子，所述启动子核酸分子具有选自SEQ ID NO :1，或其互补链的核酸序列。2.权利要求I所述转化的植物细胞，其中所含的启动子核酸分子可与异源核苷酸序列操作性相连。3.权利要求2所述转化的植物细胞，其中所含的异源核苷酸序列指天然状态下没有与所述启动子序列操作性连接的序列，对于植物宿主来说可以是同源或是异源的。4.权利要求2所述转化的植物细胞，其中所含的异源核苷酸序列编码的基因产物可赋予植物对除草剤、盐、低温、干旱、病原体或昆虫的抗性，或是调控植物的生长发育、雄性不育。5.权利要求2所述转化的植物细胞，其中所含的异源核苷酸序列为靶基因的部分同源序列，以RNA干扰技术的方式抑制植物内源或外源基因的表达。6.权利要求I所述转化的植物细胞，其中所述转化的植物细胞来自单子叶植物。7.权利要求6所述转化的植物细胞，其中所述单子叶植物细胞来自禾本科植物，优选为水稻。8.权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：李早霞，吴洁芳，周君莉，
申请(专利权)人：北京未名凯拓作物设计中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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