一种油菜组织特异性启动子在调控目的基因在植物花药中特异表达的应用制造技术

本发明专利技术属于植物生物技术领域，与植物组织特异启动子的分离和应用有关，具体涉及一种油菜组织特异性启动子在调控目的基因在植物花药中表达的应用。发明专利技术人将该启动子及其截短的片段融合报告基因并转化拟南芥，GUS染色发现它们能驱动报告基因在花药中特异表达，它们的序列如SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2、SEQ ID NO.3和SEQ ID NO.4所示；进一步截短后获得具有花粉特异表达的SEQ ID NO.5所示的启动子片段。本发明专利技术进一步公开了所述组织特异启动子或截短后的启动子片段为控制植物育性提供了新的有效调控元件，对基因工程育种具有很好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种油菜组织特异性启动子在调控目的基因在植物花药中特异表达的应用
本专利技术属于植物生物
，具体而言，本专利技术涉及一种油菜组织特异性启动子在调控目的基因在植物花药中特异表达的应用，本专利技术提供的油菜组织特异性启动子能够调控目的基因在植物花药或花粉中特异转录或表达。
技术介绍
高等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控制。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，因此启动子类型的选择决定了基因的表达时间和部位。近些年比较热门的研究对象是组织特异启动子，这些组织特异启动子主要包括叶片、韧皮部、维管束和根等器官特异表达启动子以及花粉、花器官、果实、种子等生殖器官特异表达启动子(宋扬等，植物组织特异性启动子研究。生物技术通报，2007，(4)：21-24)。耿安奇等从白菜型油菜、甘蓝型油菜、菜苔、甘蓝中分离了4个启动子并转化烟草，GUS染色分析其为花器官特异表达的启动子(GengAQ,ZhaoZJ,NieXL,etal.Expressionanalysisoffourflower-specificpromotersofBrassicaspp.intheheterogeneoushosttobacco[J].AfricanJournalofBiotechnology,2009,8(20).)。Ariizumi等分离了LTP12,XTH3和PGA4的启动子并转化拟南芥，GUS染色表明这3个启动子为花药特异表达启动子，且在表达时期上存在差异(AriizumiT,AmagaiM,ShibataD,etal.Comparativestudyofpromoteractivityofthreeanther-specificgenesencodinglipidtransferprotein,xyloglucanendotransglucosylase/hydrolaseandpolygalacturonaseintransgenicArabidopsisthaliana[J].PlantCellReports,2002,21(1):90-96.)。从玉米中克隆的ZmGLU1基因启动子,连接GUS报告基因后转化至烟草中，检测分析结果玉米的ZmGLU1启动子驱动了GUS基因在烟草根部高效表达(GuR,ZhaoL,ZhangY,etal.Isolationofamaizebeta-glucosidasegenepromoterandcharacterizationofitsactivityintransgenictobacco[J].Plantcellreports,2006,25(11):1157-1165.)。以上这些报道都是利用转基因技术在不同的植物间进行启动子功能分析的例子，这些实例表明利用模式植物拟南芥、烟草等作为受体，通过转基因植株的报告基因分析证实来自于其他植物的启动子的功能是被广泛认可和接受的。本专利技术从油菜中分离的一种组织特异启动子的功能鉴定就是通过模式植物拟南芥完成的，最终在油菜中验证。正是基于这个方法的成功应用，可以对组织特异启动子的功能进行快速的体内验证，越来越多的组织特异启动子被报道，这些都可能成为植物基因工程领域有实用价值的组织特异启动子。组织特异启动子成功应用的例子之一是通过基因工程调控植物花粉育性、创造植物雄性不育系、恢复系和保持系，已在一些作物上获得成功。目前利用基因工程创造雄性不育的策略主要是利用花粉或花药特异启动子与外源基因融合，构建表达载体，转化植物，适时地阻断花粉发育的过程从而达到雄性不育的目的。MarianiC等利用烟草花药绒毡层特异启动子TA29与RNaseT1或Barnase融合在一起，通过农杆菌介导转入烟草和油菜，获得了稳定的雄性不育的转化株(MarianC,DeBeuckeleerM,TruettnerJ,etal.Inductionofmalesterilityinplantsbyachimaericribonucleasegene[J].Nature,1990,347:737-741.)。两年后，MarianiC等又用TA29驱动Barstar基因，创建了上述雄性不育系的恢复(MarianiC,GosseleV,DeBeuckeleerM,etal.Achimaericribonuclease-inhibitorgenerestoresfertilitytomalesterileplants[J].Nature,1992,357(6377):384-387.)。由此可见，即使不同的植物之间的体内环境不同以及基因间存在互作差异，即使是与烟草性质差异较大的植物，只要具有保守的核心启动区域和相应保守的调控元件，就可以在其他不同植物中发挥启动下游基因稳定持续表达的生物学功能。通过基因工程手段调控花粉育性、创造植物不育系、保持系及恢复系的关键之一是植物花粉或花药启动子的驱动活性和特异性。目前已知的驱动活性高且特异性良好的油菜花药或花粉特异启动子还相对较少，而油菜因其基因组较大且结构复杂等原因，在花药发育分子机制方面的研究不多，更多的是参考模式植物拟南芥中的相关研究。因此油菜花药和花粉特异表达启动子的克隆和鉴定，为油菜中利用基因工程调控花粉育性和创造植物雄性不育系提供新的调控元件，从而为油菜杂种优势资源在油菜育种中的充分利用打下基础。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种油菜组织特异性启动子在调控目的基因在植物花药中特异表达的应用，所述的油菜组织特异性启动子序列为SEQIDNO.1、SEQIDNO.2、SEQIDNO.3、SEQIDNO.4或SEQIDNO.5所示。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术措施：一种油菜组织特异性启动子在调控目的基因在植物花药中特异表达的应用，包括利用本领域成常规手段，将包含有SEQIDNO.1、SEQIDNO.2、SEQIDNO.3、SEQIDNO.4或SEQIDNO.5所示启动子驱动目的基因的表达载体转入植物中，即可达到调控目的基因在植物花药中特异表达；SEQIDNO.5所示的启动子序列可调控目的基因在植物花粉中特异表达，利用上述方法看创建基因工程不育系、保持系或恢复系。以上所述方案中，所述的植物为芸薹属植物，优选的为油菜或拟南芥。所述目的基因可以是促使碳水化合物降解的酶或修饰酶、淀粉酶、脱支酶和果胶酶，或者是引起PCD过程的关键基因，更具体的如油菜的半胱氨酸蛋白酶基因、β-1、3-葡聚糖酶基因，哺乳动物的细胞毒素基因、细胞凋亡基因或者可选自原核调控系统，还可以是显性的雄性不育基因。所述的重组植物表达载体中还可含有选择标记基因。所述的标记基因通常包括提供抗生素抗性或除草剂抗性的基因，诸如：潮霉素抗性基因、草苷膦或草丁膦抗性基因等。可以采用任何一种的植物转化方法将本专利技术所构建的重组植物表达载体转化到受体植物的细胞、组织中，得到转化体；再由转化体通过植物组织培养方法再生得到完整的植株及其无性系或其后代；所述的转化方法包括：农杆菌介导的转化、原生质体转化、Ti质粒、Ri质粒、植物病毒载体、显微注射、电穿孔法、微粒轰击等；所述的受体植物包括芸薹属植物；优选的，所述的受体植物为油菜。与现有技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2、SEQ ID NO.3、SEQ ID NO.4或SEQ ID NO.5所示的序列在调控目的基因在植物花药中特异表达的应用。

【技术特征摘要】
1.SEQIDNO.1、SEQIDNO.2、SEQIDNO.3、SEQIDNO.4或SEQIDNO.5所示的序列在调控目的基因在植物花药中特异表达的应用。2.SEQIDNO.5所示的序列在调控目的...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂金星，王轩鹏，夏胜前，易斌，沈金雄，马朝芝，文静，傅廷栋，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42