本发明专利技术公开了一种植物叶枕特异表达启动子ProCol1的鉴定和应用，涉及植物基因工程领域，特别是涉及一种水稻叶枕特异性表达的启动子，含有该启动子的植物表达载体和转化子，本发明专利技术还涉及上述启动子在植物转基因工程中的应用。发明专利技术人将含有该启动子DNA序列和GUS基因的植物表达载体经农杆菌介导的遗传转化方法，获得转基因植株，经染色鉴定，GUS基因仅仅在水稻叶枕处特异表达，因此推测本发明专利技术提供的启动子能够驱动外源基因在植物叶枕中特异表达，可应用于定向改良作物农业性状，提高作物产量，培育高效高安全性的转基因植物新品种，使用方便，环境友好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及植物基因工程领域，特别涉及一种植物叶枕特异性表达启动子，含有该启动子的植物表达载体，以及该启动子的转化子，本专利技术还涉及上述启动子在植物转基因工程中的应用。
技术介绍
启动子是RNA聚合酶能够识别并与之结合，从而起始基因转录的一段DNA序列，通常位于基因上游。一个典型的启动子包括CAAT-box和TATA-box，它们分别是依赖DNA的RNA聚合酶的识别和结合位点，一般位于转录起始位点上游几十个碱基处，在核心启动子上游通常会有一些特殊的DNA序列，即顺式作用元件，转录因子与之结合从而激活或抑制基因的转录，一旦RNA聚合酶 定位并结合在启动子上即可启动基因转录，因此启动子是基因表达调控的重要元件，它基本上决定一个基因是否表达、何时表达和何处表达。它与RNA聚合酶及其他蛋白辅助因子等反式作用因子的相互作用是启动子调控基因转录的实质。根据启动子的转录模式可将其分为3类组成型启动子、组织或器官特异性启动子和诱导型启动子。最早广泛使用的生物转基因启动子是一些组成型启动子，如来源于CaMV的35S启动子、玉米Ubiqutin启动子和水稻的Actinl启动子。这类启动子的特点是在所有的组织中都启动基因表达。诱导型启动子能使基因对特定信号刺激(包括物理因素、化学因素和生物因素)做出响应，在没有诱导因子存在的条件下不表达或者只有非常低的表达，但一旦受到诱导因子的诱导，基因的表达量迅速并且大幅度增加。组织特异性启动子调控基因只在某些特定器官、组织或细胞中表达，研究较多的有根特异启动子、叶特异启动子、花特异启动子、种子特异性启动子等。在植物转基因工程中，大部分采用的是组成型启动子，由于这类启动子在所有的组织中都启动基因表达，具有持续性，不表现时空特异性，所以难以达到定向改造植物性状的目的，而且组成型启动子在时空上是持续表达，也造成植物成长资源的浪费。在生物转基因安全方面，组成型启动子的高表达量、强启动效应、对生物种类和组织的不加选择，以及其来源的不安全性，使采用该类启动子的转基因生物容易成为基因漂移、外源基因泛滥表达的源头，使人们非常担心转基因植物的安全性问题。因此，在基因工程中，定向、安全地改良植物某些性状的先决条件是提供基因特异性表达的启动子，构建高效表达的表达载体，使靶标基因精确地在目的组织内按需表达。水稻是世界上最重要的粮食作物之一，如何提高水稻产量一直是一个难以攻关的重要难题。水稻叶张角是影响产量的重要农艺性状，直立的叶片可显著提高植株密植度，提高单位土地面积上的净光合速率；同时增加光能吸收效率和氮营养储存，有利于籽粒灌浆，进而增加产量，因此培育叶角较小的品种是水稻育种学的一个重要目标。叶枕位于叶鞘与叶片交界处，具有调节叶片开张角度的作用，俗称叶关节，叶枕上着生一对爪状的叶耳，粗糙的绒毛覆盖在叶耳表面，紧挨着叶耳上面是一对直立薄片呈膜状的叶舌。叶枕的结构是维持水稻叶张角的重要因素之一，因此是水稻重要的功能组织。水稻叶枕发育是一个由多种激素(生长素，油菜素内酯等)的合成和信号途径协同调控的近轴面和远轴面细胞分裂和延伸的平衡的过程叶枕发育的初期远轴面早于近轴面,但随着时间的推移,远轴面发育加快,导致叶倾角的增大。Jing Ling et W研究发现基因/Ui (Increased Leaf Anglel, a Raf-Like MAPKKK)介导的信号途径调控叶枕部位机械组织的形成，是尚未报道过的调控水稻叶片夹角的新机制(Cell Research (2010)20:935-947)。控制水稻叶角大小的另一个基因ZG(leaf inclination2)，编码一个类VIN3蛋白，通过调节叶枕细胞分裂来控制叶片角度，Ζβ 基因在叶片发育过程中主要在叶片和叶鞘连接处表达，并且表达受到脱落酸、赤霉素、生长素和油菜素内酯的诱导(Shu-Qing Zhaoet al. Cell Research, 2010, 20 (8) : 935-947)。为了得到直立的水稻株型，许永汉等(2010)在由早籼品种“广陆矮4号”经6ciCoy射线辐射诱变产生的水稻突变体库中找到一种无叶枕突变体Oslgl-3，经过遗传改良的Oslgl-3品系在合理密植的条件下能够显著提高水稻的产量，显示出该突变体材料在水稻育种实践中具有重要的应用价值。由于水稻叶张角由叶枕的发育状况决定，如果能获得调控基因在植物叶枕中特异性表达的启动子，使外源抗病基因或株型基因都只在叶枕部位表达，这对于改变水稻株型，提高水稻产量，防治叶枕瘟有着十分重要的作用。叶枕特异性启动子能指导外源叶片张角控制基因在叶枕处特异表达，在改变水稻叶片张角、改良植物株型的同时，提高张角控制基因的利用效率，避免该类基因(多为油菜素内酯信号传递响应基因)在水稻其他部分无效表达带来的能 量浪费和对其他形态结构不必要的影响。因此分离克隆这样的启动子，对于植物转基因工程获得抗性品种具有十分重要和深远的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种驱动外源基因在植物叶枕组织中特异性表达的启动子以及获得含有该启动子序列的转化子。一种植物叶枕特异性表达启动子其核苷酸序列如下所示本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种植物叶枕特异性表达启动子ProCol1，其特征在于，其核苷酸序列如下所示：?1938?TGCGGAAAAC?GAGACAATCA?CCCCTATCTC?CCCTGATAGA?ACGCAAACGG???AGGAAATACA?????1878?TAAGAATCCA?TTCCATTGTA?GATGAAGGAC?ATCACCAGAT?CCATTGAGGA????TGAAGGACAT?????1818?CACATGTTAG?CACCTAATAA?ACTCTTCATG?GCAACACTTA?CTACAACCAC????AGCTTATGAG????1758?GCCTGGCCAC?TCCATAAGCT?TCTTCATTTT?ATTTAATTGC?AGCTGCGTTT????GTTAACATCA?????1698?CTTCTTTATC?GCATCACAGC?TTTGTCTCAA?CATGCATGCA?TGCATCCTTG??TCACACTCAC??????1638?CATGCCACAT?GCAAACCAAA?TGAAAACGAT?GGGTTAAGCT?CACAGTAAAA??TCAAAGTGCT?????1578?GCTTGTACAT?ACACCTTTAA?TATTGTACTA?TCGGCCAAAA?ATATATACTC??TTTGTCTTAA???????1518?ATTAAAGCTA?TTTTTACCAC?TTAAGTTATT?TTAATATAAA?GCTATTTCTC??TACCTACTTA???????1458?CTTTATTTCA?ACCAATCATA?ACAACTCTTC?ATTTAATTTC?TTCACGTACT??TTATCTCCCT????????1398?AAGTAATTAT?AACATATATT?CTTTCAATTA?TTTTCACCTA?GTTTTTATTT??CATGTGAAAA???????1338?TTTTCATGAA?TGCTTACATT?TTGGGACGAG?AGAATATTAG?CTAGTATTGT??CTTTTTTAAG???????1278?AGGATTTATG?AAATTTTCAT?AAAAACATTG?TTCCATATTT?TTTCAATTAA??AAGGGAAGAA????????1218?AATTTAGATA?TTTCCAAAAA?GGTATACATC?AGATAAATTT?GGTCCATGTT??TCATTATAAA???????1158?AATTGATATC?CTACTCACAT?ATATTTAATT?TATCACATCT?ACTATATGCA??CTATAAAAAT???????1098?TAACCAATTG?TAGAAAATCT?CAAGTTTATA?AAATAGTACT?CTTAAAAATA??GATCCAACCG???????1038?TACGATGATC?ATCAATGGAA?TTAGATAAAA?CATGATTACA?TATTCATCGT??TTCTCGCCGT?????????978??TCACACGTTT?AGTCACAAGC?CCGGACGTGA?TTTAAAATTT?CTCTTCACTG??GTTAGTTCTT?????????918??TTTTTACTAC?ACTTTTTTAG?TGATTTTTTA?TATGTTGGAT?TAGAGGGAGA??AAGGAAGGAA?????????858??AATAACTATG?CTTTTTAACA?TATACTCACT?TCGGTTTCAT?AATTCTTATC??ATTTTGGATA????????????798??ATGACATGGT?TTTCAAAATA?TATCTTTGAC?TGTATTTTTC?TATTGTAATA??TATCTTTGAC??????????738??TGTATTTTTC?TATTGTAATA?CAGTTATACT?TTAACTGTAG?TACTCCCTTC??ATCTACTTTT??????????678??TGATAGTCAT?ATTTCATATT?GGCACACAGA?CCAAGGATAA?GTAATTCATC??ATCTATTTAA????????618??ACATGCTACT?AGTCATTCCT?CGTAAACAAG?CGATTCATTA?ATATTTACAT??TTTTTAATAC?????????558??CCATGTAGCC?AATCATGTGT?GGAAGAATGG?AGAGTCACAC?...
【技术特征摘要】
1.一种植物叶枕特异性表达启动子ProColl，其特征在于，其核苷酸序列如下所示2.根据权利要求1所述的植物叶枕特异性表达启动子ProColI，其特征在于，所述植物叶枕特异性表达启动子ProColl包含于植物表达载体pCAMBIA1381- ProColl中。3.根据权利要求2所述的植物叶枕特异性表达启动子ProColl，其特征在于，所述的植物表达载体PCAMBIA1381- ProColl及其宿主包含于转化子中。4.根据权利要求3所述的植物叶枕特异性表达启动子ProColl,其特征在于,所述的转化子为...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨剑波，魏鹏程，李娟，张银萍，李浩，宋丰顺，倪大虎，李莉，杨亚春，
申请(专利权)人：安徽省农业科学院水稻研究所，
类型：发明
国别省市：
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