本发明专利技术涉及一种分离出的胚乳不表达启动子SAFES6及其应用。具体地，本发明专利技术提供了能够在植物组织中而不在胚乳中转录异源核酸序列的启动子SAFES6及制备和使用该启动子的方法。本发明专利技术还涉及含有该启动子的表达盒、重组表达载体和获得相应转基因植物的方法。本发明专利技术所提供的水稻启动子SAFES6能够调控基因在植株中非胚乳部位集中表达，而在胚乳中不表达，本发明专利技术利用该启动子在不改变植物胚乳性状情况下改良植物生长特性，改善水稻的生长性能，同时降低了水稻的食用安全风险，进而可以获得理想的转基因植株，有助转基因水稻的商业推广。
【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胚乳不表达启动子SAFES6及其应用。
技术介绍
作物基因工程的目标之一是培育具有农业所需特征或性状的植物。基因工程的技术发展使研究人员能够获得所需的目的基因并转化植物，获得具有所需性状和特征的转基因植物。一方面，可以促使基因在通常不表达这类基因的植物细胞或植物组织中表达从而赋予这些植物所需的表型。另一方面，基因或部分基因在反义方向的转录可以阻止或抑制内源基因的表达从而达到所需的目标。利用启动子直接控制目的基因的转录，是调控目的基因表达最为经济有效的手段，也是控制表达风险的可行路径。自1983年首例烟草转基因作物在美国诞生以来，截止到目前，转基因作物已在全球范围内种植，被批准可使用的产品有1000多种。目前这些作物的遗传改良大多数集中在提高产量、缩短育种周期、增强抗病虫性、改善农产品营养成分、增加生物多样性方面。许多转基因作物及其产品都进入食品流通市场，走进了千家万户的餐桌。水稻是世界主要粮食作物之一，世界上有三分之一以上人口以稻米为主食。中国是人口大国，水稻在我国的国民经济中占有相当重要的地位，为提高水稻产量、抗性和品质，可利用基因工程技术将外源目标基因导入栽培稻中，创造转基因水稻。这在很大程度上为解决粮食紧缺和人口日益增长这一矛盾开辟了一条新的途径。纵观转基因水稻的研究发展历程，水稻转基因工程所改良的性状主要涉及抗病、抗除草剂、品质改良以及抗虫等。在抗病方面，主要是转入抗水稻真菌性、细菌性、线虫病毒基因。Christou等将Xa21基因导入水稻后，显著提高了水稻对白叶枯病和稻瘟病的抗性。何迎春等将烟草几丁质酶基因导入水稻获得了高抗纹枯病和稻瘟病转基因植物。四川农业大学将抗病和抗虫基因导入杂交稻的恢复系中，获得了转基因的双抗杂交稻。20世纪80年代，美国孟山都公司以其拥有广谱、高效除草剂农达(草甘膦)的优势，率先开展除草剂抗菌性基因的研究和抗性品种的开发。中国用于水稻抗除草剂的基因主要是编码PAT的bar基因。在品质改良方面，富脯氨酸基因、富甲硫氨酸和赖氨酸基因、八氢番茄合成酶及其脱氢酶基因、大豆球蛋白基因和高赖氨酸基因等都已被成功地导入水稻并获得了转基因植株，对于开发利用稻米产品具有非常重要的意义。从苏云金杆菌分离的苏云金杆菌杀虫结晶蛋白基因(Bt基因)、昆虫蛋白抑制剂(PI基因)、植物凝集素基因都已成功应用于水稻抗虫改良上。然而任何事物都具有两面性，转基因作物在给人类带来惊喜和福音的同时，也带来了疑惑和风险。转基因水稻可能带来的生物安全性问题已经成为国际社会关注的焦点。从微观的角度来看，启动子的导入也可能给转基因植物带来安全隐患。比如，启动子插入到原来整合到植物基因组中的隐性病毒基因旁，可能会重新活化病毒；启动子插入到某一编码毒素蛋白的基因上游，可能会增强该毒素的合成；当转基因植物被动物或人类食用时，启动子可能会通过基因的水平插入到某一致癌基因上游，活化并导致癌症的发生。在宏观的食品安全问题上，人们关注的焦点是转基因及其产物在食用时是否有毒性或者会引起过敏反应；其次，当转基因产品所携带的选择标记基因是编码某些应用于临床或肠道抗生素的抗性物时，它们是否可能被转移到微生物中，从而增强病原微生物的抗药性，引起抗生素失效(Ebinuma等，2001；Hohn等，2001)。水稻作为主要的粮食之一，水稻食用部位精米即胚乳。在转基因水稻中尤以外源蛋白在胚乳中的积累及其可能造成的食用安全风险，成为制约商业化进程的重要因素。针对这一问题，利用启动子策略即选用诱导型、组织特异性及时间依赖型启动子，使外源基因只在非食用部分表达，保证食用部分不含有外源基因表达的产物，降低其对人类健康带来的潜在风险，是促进转基因水稻的商业化进程的一条有效途径。目前，已发现的非胚乳表达的启动子主要包括茎特异性启动子、叶肉细胞特异性启动子、根特异性启动子等等。如shi等发现的在韧皮部特异性表达的启动子RSs1；美国农业部研究局Roger Thilmony领导的作物改良与利用研究小组近日发现一种组织特异性启动子LP2，其属于光合作用组织中的受体基因，在转基因水稻的叶中高度活跃，在种子和花中未被检测到；Varvara等发现的发根农杆菌的rolD启动子，仅在根中表达并转入到目的植物番茄中。然而，目前在国内研究中，非胚乳表达启动子的专利技术和研究鲜有报道，仅见于杨剑波等专利技术的水稻非胚乳表达启动子OsTSP I即只在水稻非胚乳组织(根、茎、叶等)中表达，在胚乳中不表达。以及Meng Cai等发现的仅在水稻绿色组织部位表达的启动子PD540等。基因工程可以从本质上改变生物体的构造，这是科学史上的重大进步，同样也可能会给人类社会带来某种程度的隐患。尽管转基因作物的确存在潜在的食品安全和环境安全等问题，但绝不能成为阻碍其发展的理由，而应该发现问题和努力解决问题。如果转基因水稻不能最终实现商品化应用于生产，那么再好的研究成果也没有任何应用价值。因此，利用启动子策略，使外源基因只在非食用部分表达，保证食用部分不含有外源基因表达的产物，即大力开展功能基因组的研究，大量挖掘和分离具有实用价值的非胚乳表达启动子，可以降低转基因水稻对人类健康带来的潜在风险，消除公众对转基因水稻的偏见和顾虑，充分发挥转基因育种的优势，培育出更多更好的新品种。从而引导转基因作物在我国健康、有序地发展。
技术实现思路
本专利技术希望提供一种在水稻胚乳不表达的启动子，本专利技术还提供包含该启动子的表达盒、重组表达载体、转基因植物或植物部分。在本文公开的一个实施方案中，启动子连接至异源可转录多核苷酸序列。本文还提供制造和使用本文公开的启动子的方法，包括包含启动子的表达盒、重组表达载体，和包含连接至异源可转录多核苷酸序列的启动子的转基因植物或植物部分。因此，一方面，本专利技术提供一种分离出的胚乳不表达启动子SAFES6，其特征在于，所述胚乳不表达启动子SAFES6包含下列多核苷酸序列中的至少一种：(a)包含序列表中SEQ ID NO:1所示核苷酸序列的多核苷酸序列；(b)与序列表中SEQ ID NO:1所示核苷酸序列具有至少85％同源性并且具有相同功能的核苷酸序列；(c)在序列表中SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列中添加、取代或缺失一个或多个核苷酸后所获得的、与序列表中SEQ ID NO:1所示核苷酸序列具有相同功能的核苷酸序列；以及(d)与包含序列表中SEQ ID NO:1所示核苷酸序列互补的核苷酸序列，其中所述胚乳不表达启动子SAFES6能够连接至异源可转录多核苷酸序列并且能够引导所述异源可转录多核苷酸序列在非胚乳组织中的转录。另一方面，本文提供一种表达盒，其包含所述的启动子和与所述启动子连接的异源可转录的多核苷酸序列。其中所述启动子能够引发所述异源可转录多核苷酸序列在用所述表达盒转化的植物非胚乳组织中的转录和表达。所述的异源可转录多核苷酸序列是具有改变作物性状功能的基因。其中所述的异源可转录多核苷酸序列以正义方向插入该表达盒中。或者，所述的异源可转录多核苷酸序列以反义方向插入该表达盒中。在某些实施方案中，可转录多核苷酸序列转录抗昆虫蛋白质。另一方面，本文提供一种重组表达载体，其包含所述的启动子或所述的表达盒，所述启动子本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种分离出的胚乳不表达启动子SAFES6，其特征在于，所述胚乳不表达启动子SAFES6包含下列多核苷酸序列中的至少一种：(a)包含序列表中SEQ ID NO:1所示核苷酸序列的多核苷酸序列；(b)与序列表中SEQ ID NO:1所示核苷酸序列具有至少85％同源性并且具有相同功能的核苷酸序列；(c)在序列表中SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列中添加、取代或缺失一个或多个核苷酸后所获得的、与序列表中SEQ ID NO:1所示核苷酸序列具有相同功能的核苷酸序列；以及(d)与包含序列表中SEQ ID NO:1所示核苷酸序列互补的核苷酸序列，其中所述胚乳不表达启动子SAFES6能够连接至异源可转录多核苷酸序列并且能够引导所述异源可转录多核苷酸序列在非胚乳组织中的转录。
【技术特征摘要】
1.一种分离出的胚乳不表达启动子SAFES6，其特征在于，所述胚乳不表达启动子SAFES6包含下列多核苷酸序列中的至少一种：(a)包含序列表中SEQ ID NO:1所示核苷酸序列的多核苷酸序列；(b)与序列表中SEQ ID NO:1所示核苷酸序列具有至少85％同源性并且具有相同功能的核苷酸序列；(c)在序列表中SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列中添加、取代或缺失一个或多个核苷酸后所获得的、与序列表中SEQ ID NO:1所示核苷酸序列具有相同功能的核苷酸序列；以及(d)与包含序列表中SEQ ID NO:1所示核苷酸序列互补的核苷酸序列，其中所述胚乳不表达启动子SAFES6能够连接至异源可转录多核苷酸序列并且能够引导所述异源可转录多核苷酸序列在非胚乳组织中的转录。2.一种表达盒，其特征在于，所述表达盒包含权利要求1所述的启动子和与所述启动子连接的异源可转录的多核苷酸序列，其中，所述启动子能够引发所述异源可转录多核苷酸序列在用所述表达盒转化的植物非胚乳组织中的转录和表达。3.权利要求2的表达盒，其特征在于，所述的异源可转录多核苷酸序列是具有作物表达特性的基因，所述的异源可转录多核苷酸序列以正义方向插入该表达盒中，或者，所述的异源可转录多核苷酸序列以反义方向插入该表达盒中。4.一种重组表达载体，其特征在于，包含权利要求1所述的启动子或权利要求2所述的表达盒。5.权利要求4所述的重组表达载体，其特征在于，所述的异源可转录多核苷酸序列是具有改变作物性状功能的基因。6.一种在不...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏鹏程，杨剑波，秦瑞英，李娟，李莉，许蓉芳，李浩，
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
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