新的核酸分子及其应用制造技术

本发明专利技术总的涉及新的核酸分子。更具体地，本发明专利技术涉及植物中雄性生殖细胞系细胞特异性的遗传序列。雄性生殖细胞系细胞包括生殖细胞和精细胞。进一步更具体地，本发明专利技术提供雄性生殖细胞系特异性基因或其功能性等价物及上述基因的启动子或其功能性衍生物及其在产生一系列包括雄性不育植物和转座子标记植物的突变植物中的应用。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总的来说涉及新的核酸分子。更具体地，本专利技术涉及植物中雄性生殖细胞系细胞特异性的遗传序列。雄性生殖细胞系细胞包括生殖细胞和精细胞。更进一步具体地，本专利技术提供雄性生殖细胞系特异性基因或其功能性等价物及上述基因的启动子或其功能性衍生物及其在产生一系列包括雄性不育植物和转座子标记植物的突变植物中的应用。
技术介绍
此说明书中大量参考的不断深化的公开文献的细目在本说明书的结尾处列出。重组DNA技术大大有利于一系列工业的研究和发展并对农业和园艺工业特别有益。通过重组方法制备植物和植物产品的能力为相对较快地产生植物新品种、带有有益的遗传改变的植物和修饰的植物产品如谷物和水果提供很大的潜力。植物工业的一个重要领域是生产杂交植物。从基本上纯合的亲本产生杂交植物可以引入一系列有益的特性包括疾病抗性、更高的种子产量、抗霜性和改变的营养特性。总的来说由于杂交植物对农业和园艺工业的重要性，现已进行了大量研究以发现改进的、更为有效的产生杂合植物的途径。杂合植物的产生需要雌性亲本不发生自花受精。一系列物理、化学和遗传技术已经用于或准备用于防止自花受精。尽管这些技术中的一些已部分成功，但仍需发展其它的可更广泛应用的防止自花受精的方法。农业和园艺工业的另一个重要领域是突变体的产生。突变植物自身可用在去除有害特性上或者用作进一步遗传操作如引入新的遗传物质的受体。通过一系列方法包括化学的和遗传的操作以及物理的操作和传统的育种已获得突变植物。一个特别有用的突变产生机制是“转座子标记”。转座子是能在相同细胞内插入基因组不同位点的不同的遗传元件。已知两种较广泛类型的转座子包括通过DNA中介体进行转座的DNA为基础的转座子和通过RNA中介体进行转座的逆转座子或逆转录因子。转座子是转座子标记的有用工具，该技术依赖于通过插入转座子基因形成的可识别的表型。已发现转座子标记在基因的克隆中有特别的应用。转座子标记的一个体系使用来自玉米的激活/解离(Ac/Ds)元件(1)。此体系包含反式激活蛋白，Acst，它提供转座酶和顺式应答Ds元件。转座酶促进了Ds的高频率生殖切除，然后Ds在切除后频繁地再整合入新的基因组位点。然而，尽管需要雄性不育植物和致突变技术如转座子标记的有效性，但是该方面的进展由于不能靶向生殖细胞系细胞而受到阻碍。在导致本专利技术的工作中，专利技术者已鉴定出表现出严格的生殖细胞特异性表达的cDNA克隆。雄配子的发育是开花植物生活周期中最重要的事件之一。生殖细胞，雄配子的祖先，在此过程中起到核心作用。此作用是产生两个雄配子，即参与受精的精子细胞。生殖细胞残留在另一细胞-营养细胞细胞质中，且至今仍被认为是无转录活性的。在导致本专利技术的工作中，专利技术者已鉴定出雄配子特异性的基因。本专利技术中的上述基因及其相应的启动子能进行雄性生殖细胞系的特异性遗传操作包括产生雄性不育植物或促进雄配子特异性的转座子标记。专利技术概述在本说明书的全文中，除非上下文的其它需要，词语“包含”，或它的其它时态，应理解为是指包括所称的元素或整数或元素或整数的集合但并不排除任何其它的元素或整数或元素或整数的集合。说明书中所参考的核苷酸和氨基酸序列的序列鉴定号(SEQ IDNOs)在参考文献之后定义。本专利技术的一个方面提供包含对应于一基因或其衍生物或上述基因中利于其表达的区域的核苷酸序列或互补序列的分离的核酸分子，其中上述基因在植物的雄配子中特异性表达。本专利技术的另一个方面导向包含编码选自SEQ ID NO4、SEQ IDNO6和SEQ ID NO8的氨基酸序列或与SEQ ID NO4、SEQ IDNO6或SEQ ID NO8中任一者具有至少40％相似性的氨基酸序列的核苷酸序列或互补序列的核酸分子，其中上述核酸分子表现出在植物的雄配子中特异性表达的特点。本专利技术的另一个方面提供包含选自SEQ ID NO3、SEQ IDNO5和SEQ ID NO7的核苷酸序列或互补核苷酸序列或与SEQ IDNO3、SEQ ID NO5或SEQ ID NO7中任一者具有至少50％相似性的核苷酸序列或能与SEQ ID NO3、SEQ ID NO5或SEQ IDNO7中任一者于42℃在低严紧性条件下进行杂交的核苷酸序列的分离的核酸分子。本专利技术的另一个方面提供包含能在与其可操作地连接的核苷酸序列中引导植物雄配子特异性表达的启动子或其功能性衍生物的核酸分子。本专利技术的另一个方面提供包含能于42℃在低严紧性条件下与包括至少约2Kb的对应于SEQ ID NO3、SEQ ID NO5或SEQ ID NO7中任一者的核苷酸序列的上游的基因组区进行杂交的核苷酸序列或互补序列的分离的核酸分子，其中上述核酸分子能引导与其可操作地连接的核苷酸序列的植物雄配子特异性表达。本专利技术的另一个方面导向包含基本上与SEQ ID NO9相同的核苷酸序列或互补序列或能与其于42℃在低严紧性条件下进行杂交的核苷酸序列或与SEQ ID NO9具有至少50％相似性的核苷酸序列的分离的核酸分子，其中上述分子能引导与其可操作地连接的核苷酸序列的植物雄配子特异性表达。本专利技术进一步的方面涉及到在植物中诱导或促进雄性不育的方法，该方法包括使毒害细胞的核酸分子与在上述植物中引导雄配子特异性表达的启动子可操作地连接，从而在上述启动子的表达下，毒害细胞的核酸分子表达产生钝化、杀死或致使上述植物中的雄配子基本上无功能的产物。本专利技术的另一个方面提供包含如上文所述的与转座酶基因可操作地连接的雄配子特异性启动子的遗传构建体，上述转座基因能诱导转座因子的转座，从而在上述启动子的表达下，转座酶基因的表达有利于上述转座因子的转座。这里所指的“雄配子”包括生殖细胞和精细胞。附图简述附图说明图1表示LGC1的核苷酸序列和推定的氨基酸序列。图2是显示百合的不同组织中LGC1 mRNA的表达的照片。(A)用32P标记的LGC1探针探测的组织的Northern印迹。GCs，生殖细胞。(B)不同组织的RT-PCR。花粉mRNA来自生殖细胞及营养细胞。号码16、31、64代表各自贡献的mRNA的1/16、1/32和1/64。分子大小在左侧表示。图3是显示LGC1mRNA与全样载片的百合花粉的原位杂交的照片。生殖细胞中的黑色染色(箭头)表示通过碱性磷酸酶偶联的抗DIG的抗体检测出的杂交信号。花粉的外壁看来类似雕刻的图案。(A)用DIG-UTP标记的LGC1反义核糖核酸探针探测的花粉。(B)用有义核糖核酸探针探测的对照花粉。图4是显示LGC1mRNA与全样载片的不同发育阶段的百合花粉的原位杂交的照片。为进行更好的分离，将发育的花粉的原生质从具雕纹的花粉外壁中释放出来(9)。用DIG-UTP标记的核糖核酸探针探测发育的花粉(A-E)和花粉管(K)然后用4’，6’-二脒-2-苯基吲哚(DAPI)复染以显示花粉(F-J)中的营养和生殖核及花粉管(L)中的精核。箭头表示处于早期发育阶段的生殖细胞。GN，生殖核；VN，营养核；SC，精细胞；SN，精核。图5表示gcH2A cDNA的核苷酸和推定的氨基酸序列。推定的氨基酸序列(在右边编号)在相应核苷酸序列(在左边编号)的下面给出。图6表示gcH3 cDNA全长的核苷酸和推定的氨基酸序列。左边的数字表示核苷酸序列的碱基位置，右边的数字表示推定的氨基酸序列的残基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含对应于一基因或其衍生物或上述基因中利于其表达的区域的核苷酸序列或互补序列的分离的核酸分子，其中上述基因在植物的生殖细胞和精细胞中特异性表达。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：默罕辛格，普雷穆伯哈拉，许慧玲，艾尼斯斯沃伯达，曼吉特辛格，
申请(专利权)人：墨尔本大学，
类型：发明
国别省市：AU[澳大利亚]