一种水稻雄配子体高度特异表达启动子OsPoll1及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种水稻雄配子体高度特异表达启动子OsPoll1及其应用。本发明专利技术还提供了含有该启动子的表达盒、重组表达载体、以及所述启动子的应用。具体而言，本发明专利技术的发明专利技术人从日本晴的DNA序列中意外发现一段具有罕见特异性的启动子片段，该启动子可以驱动外源基因在水稻雄配子体中高度特异表达，而在其他任何部位均未发现明显表达。本发明专利技术克隆、分离并利用GUS染色方法鉴定了该启动子在雄配子体中的特异性。本发明专利技术所获得的启动子可有效用于水稻雄性不育的分子机理研究，及杂交水稻的应用研究，并且考虑到本发明专利技术启动子特异性表达的部位的特殊性，其在改良水稻品种方面的应用很可能为转基因水稻的发展带来深远影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物技术和作物基因工程
具体而言，本专利技术涉及一种水稻雄配子体高度特异表达启动子及其应用，该启动子能够在作物基因工程中驱动目标基因在雄配子体中高度特异表达，从而达到研究水稻雄性不育分子机理的目的。
技术介绍
杂种优势的利用是提高作物产量和改良作物品种的重要途径之一。三系及两系杂交稻的成功正是雄性不育系的实际应用。在植物基因工程创建雄性不育过程中，造成植物花器官败育是必然途径，花粉(花药)特异性表达启动子与育性的研究密切相关。目前已在不同物种中发现了多种花粉特异性启动子，其特异型表达机理也得到初步分析。如在烟草中发现的花药绒毡层特异表达基因启动子TA29，呈现严格的花药专一性。Mariani等将启动子TA29分别与核酸酶Bamase和RnaseTl基因融合后转化植物，这两种核酸酶基因在花药中特异表达，破坏绒毡层，获得雄性不育烟草和油菜，开创了基因工程创造雄性不育系的先河，至今已在烟草、油菜等植物上获得成功。但是，这种来自于双子叶植物的启动子大都难以在单子叶农作物中表达，因此，要获得广泛应用于作物生产实践的基因工程雄性不育系材料，必须从单子叶植物中发掘和利用新的启动子。水稻是中国乃至世界上最重要的粮食作物之一，也是良好的单子叶植物模式生物。但是，当前广泛使用的水稻启动子中，大部分都是组成型启动子，其在多数或全部组织中保持持续的活性，这会增加植物的代谢负担，影响植株发育。因此从水稻中发掘花粉(花药)特异启动子，从分子水平上揭示花粉发育的机理特别是花药花粉基因特异表达调控至关重要。但是，目前所报道的花粉特异启动子还很少，难以满足研发和生产的需要。尤其是在雄配子体中特异表达的启动子，更是从未见过有相关报道。因此，本专利技术希望提供一种雄配子体高度特异表达启动子，为雄性不育植物基因工程和杂交水稻研究提供可用的遗传资源。
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水稻雄配子体高度特异表达的启动子，获得含有该启动子序列的宿主菌、转化子以及该启动子的应用。为了实现上述目的，一方面，本专利技术提供一种水稻雄配子体高度特异表达启动子，所述水稻雄配子体高度特异表达启动子包含下述序列之一或者下述序列的互补序列之一：(a)SEQIDNO:1中所示的核苷酸序列；(b)SEQIDNO:2中所示的核苷酸序列；(c)在SEQIDNO:1中所示的核苷酸序列中添加一个或多个核苷酸后所获得的核苷酸序列；(d)在SEQIDNO:2中所示的核苷酸序列中添加一个或多个核苷酸后所获得的核苷酸序列；(e)与SEQIDNO:1中所示的核苷酸序列具有至少90％同源性的核苷酸序列；(f)与SEQIDNO:2中所示的核苷酸序列具有至少90％同源性的核苷酸序列；(g)在SEQIDNO:1中所示的核苷酸序列中取代一个或多个核苷酸后所获得的核苷酸序列；(h)在SEQIDNO:2中所示的核苷酸序列中取代一个或多个核苷酸后所获得的核苷酸序列；(i)SEQIDNO:1中所示的核苷酸序列缺失一个或多个核苷酸后所获得的核苷酸序列；(j)SEQIDNO:2中所示的核苷酸序列缺失一个或多个核苷酸后所获得的核苷酸序列；(k)与带有SEQIDNO:1中所示的核苷酸序列的植物杂交后所获得的相应产物的对应核苷酸序列；(l)与带有SEQIDNO:2中所示的核苷酸序列的植物杂交后所获得的相应产物的对应核苷酸序列。上面(c)-(l)中所列的水稻雄配子体高度特异表达启动子序列与SEQIDNo:1和2所示的DNA序列具有相同功能，即驱动目标基因在雄配子体中表达。序列表中SEQIDNo:1和2所示的DNA序列为来源于日本晴水稻(OryzasativaLcv.Nipponbare)的序列，本文中称为OsPoll1或启动子OsPoll1。具体而言，本申请的专利技术人发现日本晴水稻(OryzasativaLcv.Nipponbare)中一段长度为1848bp的DNA序列具有驱动目标基因在水稻雄配子体高度特异表达的作用。并且分离克隆得到了该DNA序列。需要说明的是：序列表中SEQIDNo:1与SEQIDNo:2的主要区别在于SEQIDNo:1比SEQIDNo:2的序列开头多出了22个bp“agaagaggacacatttatacgc”，其为获得启动子过程中使用的正向引物的留存序列，序列末尾也多出了22个bp“agacattcaccaggaaaccact”，其为获得启动子过程中使用的反向引物的留存序列(该留存序列与反向引物的相应序列互补)；序列表中SEQIDNo:2中的DNA序列为纯获自日本晴水稻中的DNA序列。需要强调的是，本文中所提到的启动子既可以指SEQIDNo:1中的DNA序列，也可以指SEQIDNo:2中的DNA序列。换言之，即便本领域技术人员在本专利技术的基础上，采用其他引物获得了类似序列，其也落入本专利技术的保护范围之内。优选地，本专利技术提供的水稻雄配子体高度特异表达启动子的DNA序列由SEQIDNo:1或2所示的序列，即OsPoll1或启动子OsPoll1构成。另一方面，本专利技术还提供一种包含上述水稻雄配子体高度特异表达启动子的表达盒。又一方面，本专利技术还提供一种重组表达载体，所述重组表达载体包含上述的水稻雄配子体高度特异表达启动子，在所述重组表达载体中，所述水稻雄配子体高度特异表达启动子连接于待表达的基因序列的上游；优选地，所述待表达的基因为Gus基因，所述重组表达载体为pCAMBIA1391-OsPoll1，该重组表达载体为将本专利技术的启动子即OsPoll1或启动子OsPoll1构建于pCAMBIA1391中得到的重组表达载体，本文中称为pCAMBIA1391-OsPoll1。或者待表达基因可以为任何对作物的雄配子体性状具有改善能力的基因。通过本专利技术的启动子驱动该基因在雄配子体中特异性地集中表达，从而实现改善水稻雄配子体相应性状的功能。另一方面，本专利技术还可以利用所述启动子获得相应宿主菌，即本专利技术提供一种利用所述启动子获得宿主菌的方法。所述宿主菌包含本专利技术提供的上述水稻雄配子体高度特异表达启动子、上述表达盒、或上述重组表达载体；优选地，所述宿主菌为根癌农杆菌。另一方面，本专利技术还可以利用所述启动子获得相应转化子，即本专利技术提供一种利用所述启动子获得转化子的方法。所述转化子包含本专利技术提供的上述水稻雄配子体高度特异表达启动子、上述表达盒、上述重组表达载体、或上述宿主菌。其中，所述转化子优选为转基因细胞系、愈伤组织或植株。再一方面，本专利技术提供上述水稻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水稻雄配子体高度特异表达启动子OsPoll1，其特征在于，所述水稻雄配子体高度特异表达启动子OsPoll1包含下述序列之一或者下述序列的互补序列之一：(a)SEQ ID NO:1中所示的核苷酸序列；(b)SEQ ID NO:2中所示的核苷酸序列；(c)在SEQ ID NO:1中所示的核苷酸序列中添加一个或多个核苷酸后所获得的核苷酸序列；(d)在SEQ ID NO:2中所示的核苷酸序列中添加一个或多个核苷酸后所获得的核苷酸序列；(e)与SEQ ID NO:1中所示的核苷酸序列具有至少90％同源性的核苷酸序列；(f)与SEQ ID NO:2中所示的核苷酸序列具有至少90％同源性的核苷酸序列；(g)在SEQ ID NO:1中所示的核苷酸序列中取代一个或多个核苷酸后所获得的核苷酸序列；(h)在SEQ ID NO:2中所示的核苷酸序列中取代一个或多个核苷酸后所获得的核苷酸序列；(i)SEQ ID NO:1中所示的核苷酸序列缺失一个或多个核苷酸后所获得的核苷酸序列；(j)SEQ ID NO:2中所示的核苷酸序列缺失一个或多个核苷酸后所获得的核苷酸序列；(k)与带有SEQ ID NO:1中所示的核苷酸序列的植物杂交后所获得的相应产物的对应核苷酸序列；(l)与带有SEQ ID NO:2中所示的核苷酸序列的植物杂交后所获得的相应产物的对应核苷酸序列。...

【技术特征摘要】
1.一种水稻雄配子体高度特异表达启动子OsPoll1，其特征在于，所述水稻雄配子体高
度特异表达启动子OsPoll1包含下述序列之一或者下述序列的互补序列之一：
(a)SEQIDNO:1中所示的核苷酸序列；
(b)SEQIDNO:2中所示的核苷酸序列；
(c)在SEQIDNO:1中所示的核苷酸序列中添加一个或多个核苷酸后所获得的核苷酸
序列；
(d)在SEQIDNO:2中所示的核苷酸序列中添加一个或多个核苷酸后所获得的核苷酸
序列；
(e)与SEQIDNO:1中所示的核苷酸序列具有至少90％同源性的核苷酸序列；
(f)与SEQIDNO:2中所示的核苷酸序列具有至少90％同源性的核苷酸序列；
(g)在SEQIDNO:1中所示的核苷酸序列中取代一个或多个核苷酸后所获得的核苷酸
序列；
(h)在SEQIDNO:2中所示的核苷酸序列中取代一个或多个核苷酸后所获得的核苷酸
序列；
(i)SEQIDNO:1中所示的核苷酸序列缺失一个或多个核苷酸后所获得的核苷酸序列；
(j)SEQIDNO:2中所示的核苷酸序列缺失一个或多个核苷酸后所获得的核苷酸序列；
(k)与带有SEQIDNO:1中所示的核苷酸序列的植物杂交后所获得的相应产物的对应
核苷酸序列；
(l)与带有SEQIDNO:2中所示的核苷酸序列的植物杂交后所获得的相应产物的对应
核苷酸序列。
2.根据权利要求1所述的水稻雄配子体高度特异表达启动子OsPoll1，其特征在于，所
述水稻雄配子体高度特异表达启动子OsPoll1由SEQIDNo:1或2所示的DNA序列构成，或者
所述水稻雄配子体高度特异表达启动子OsPoll1由SEQIDNo:1或2所示的DNA序列的互补
序列构成。
3.根据权利要求1所述的水稻雄配子体高度特异表达启动子OsPoll1，其特征在于，所
述水稻雄配子体高度特异表达启动子OsPoll1分离自...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏鹏程，杨剑波，李莉，李浩，李娟，杨亚春，秦瑞英，许蓉芳，
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：安徽;34