一种花粉特异性启动子proRcDIR15及其应用制造技术

本发明专利技术涉及植物基因工程和分子生物学技术领域，尤其涉及一种花粉特异性启动子proRcDIR15及其应用。本发明专利技术鉴定了月季成熟花粉特异性启动子proRcDIR15，利用该花粉特异性启动子可使目标基因在成熟花粉中特异性精确表达，可以用于检测植物的花粉发育程度，调控植物花粉发育进程，改善育种过程中花粉败育、花粉无法发育成熟等问题，具有广阔的应用前景。景。

【技术实现步骤摘要】
一种花粉特异性启动子proRcDIR15及其应用


[0001]本专利技术涉及植物基因工程和分子生物学
，尤其涉及一种花粉特异性启动子proRcDIR15及其应用。

技术介绍

[0002]转录调控是基因表达调控的主要形式之一，由顺式作用元件和反式作用因子协调完成。启动子为一段位于结构基因5
’
端上游区的DNA序列，是RNA聚合酶识别、结合和起始转录的重要元件，可分为组成型启动子、组织特异性启动子和诱导型启动子。组成型启动子(Constitutive promoter)是指驱动基因在各组织中恒定表达，且均具有活性，组成型启动子可以调控下游的基因在不同组织不同时间段比较恒定的表达，常用的是花椰菜花叶病毒启动子(CaMV35S)，但组成型启动子在基因工程应用时，会消耗植物过多能量，打破代谢平衡，引起基因沉默，不利于植物生长。组织特异性启动子(Tissue
‑
specific promoter)只在植物特异器官或组织部位启动基因表达，其在应用上则有很大灵活性和目的性，可以更精准的调控外源基因的表达，在转基因定向改良植物性状方面有着重要的意义。其中，花粉特异性启动子可用于研究获取雄性不育系，可以让外源基因在花粉中特异精确表达，对促进杂交育种和获取转基因植物具有重要作用。目前，观赏植物中的花粉特异性启动子研究较少。
[0003]月季是蔷薇科蔷薇属多年生木本花卉，常被作为观赏植物的模式物种进行研究，其中对月季的抗性研究较为广泛。随着时代的发展,月季的育种方向主要集中在外部形态和品种的观赏特性，如色彩、株型和花香等。在月季中花粉的发育对于有性生殖和坐果是关键步骤，月季花粉的活力与成熟度影响月季杂交育种的成功效率。在月季杂交育种过程中，花粉活力与杂交亲和性有一定的相关性。有相关研究表明花粉活力对杂交亲和性有显著影响，且与杂交结实率成正相关关系。
[0004]综上所述，挖掘月季成熟花粉特异性表达的启动子，开展该启动子在成熟花粉中的特异性研究，可应用于在月季以及其他植物的花粉中，特异表达目的基因，将其应用于构建特定的表达载体，可使目标基因在花粉中特异表达，达到调控月季花粉发育，改善育种过程中月季花粉败育、花粉无法发育成熟等问题，对于培育优新月季品种具有重要意义。
[0005]现有技术中，观赏植物中组织特异性启动子的研究较少，至今没有月季成熟花粉特异性启动子的研究。

技术实现思路

[0006]本专利技术实现了对现有技术的突破，提出了以下
技术实现思路
。
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种花粉特异性启动子，所述启动子的核苷酸序列为SEQ ID No.1所示。
[0008]该启动子来自于月季
‘
月月粉
’
。
[0009]第二方面，本专利技术提供了含有上述花粉特异性启动子的生物材料。
[0010]优选地，所述生物材料为表达载体、细胞、细胞系、表达盒或工程菌。
[0011]优选地，所述生物材料为植物宿主细胞。
[0012]优选地，所述植物宿主细胞为植物花粉细胞。
[0013]第三方面，本专利技术提供了上述花粉特异性启动子或任一生物材料在制备转基因植物中的应用。
[0014]第四方面，本专利技术提供了上述花粉特异性启动子或任一生物材料在驱动同、异源基因在植物花粉中表达的应用。
[0015]第五方面，本专利技术提供了上述花粉特异性启动子或任一生物材料在调控植物花粉发育中的应用。
[0016]第六方面，本专利技术提供了上述花粉特异性启动子或任一生物材料在检测植物花粉发育程度中的应用。
[0017]第七方面，本专利技术提供了上述花粉特异性启动子或任一生物材料在植物种质资源改良中的应用。
[0018]在具体实施过程中，所述植物优选为蔷薇科植物、更优选为蔷薇属植物、最优选为月季。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0020]本专利技术鉴定了月季成熟花粉特异性启动子proRcDIR15，利用该花粉特异性启动子可使目标基因在成熟花粉中特异性精确表达，可以用于检测植物的花粉发育程度，调控植物花粉发育进程，改善育种过程中花粉败育、花粉无法发育成熟等问题，具有广阔的应用前景。
附图说明
[0021]图1是重组表达载体pBI121
‑
proRcDIR15::GUS酶切检测琼脂糖凝胶电泳图。
[0022]图2是启动子proRcDIR15与载体pBI121连接后构建的重组表达载体pBI121
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proRcDIR15::GUS示意图。
[0023]图3是proRcDIR15
‑
T2拟南芥PCR鉴定结果。
[0024]图4是启动子proRcDIR15驱动下GUS基因的表达模式图；其中，A为野生型植株，B～D为转pBI121
‑
proRcDIR15::GUS实验株系。
[0025]图5是启动子proRcDIR15驱动下GUS基因在花部的表达模式图；其中，A为野生型花染色，B为转pBI121
‑
proRcDIR15::GUS花染色，C为转pBI121
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proRcDIR15::GUS单核期花朵染色，D为转pBI121
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proRcDIR15::GUS二核期花朵染色，E为转pBI121
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proRcDIR15::GUS三核期花朵染色，F为转pBI121
‑
proRcDIR15::GUS三核期花朵染色，G为转pBI121
‑
proRcDIR15::GUS果荚残存花粉染色。
[0026]图6是转pBI121
‑
proRcDIR15::GUS实验株系花粉染色图；其中，A～C分别为单核期、二核期、三核期花粉DAPI染色图；D～F分别为单核期、二核期、三核期花粉GUS染色图；G～I分别为单核期、二核期、三核期花粉活力染色图。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术中的技术方案进
行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]实施例中未注明具体技术或条件者，均为常规方法或者按照本领域的文献所描述的技术或条件进行，或者按照产品说明书进行。所用试剂和仪器等未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。
[0029]下述实施例利用proRcDIR15启动子构建重组载体并转化拟南芥获得转基因株系，对转基因拟南芥进行GUS染色、DAPI染色和花粉活力染色，结果表明月季启动子proRcDIR15在成熟花粉中特异性表达；具体实施方案如下。
[0030]实施例1组织特异性基因RcDIR15的克隆
[0031]1、月季总本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种花粉特异性启动子，其特征在于，所述启动子的核苷酸序列为SEQ ID No.1所示。2.含有权利要求1所述启动子的生物材料。3.根据权利要求2所述的生物材料，其特征在于，所述生物材料为表达载体、细胞、细胞系、表达盒或工程菌。4.根据权利要求3所述的生物材料，其特征在于，所述生物材料为植物宿主细胞。5.根据权利要求4所述的生物材料，其特征在于，所述植物宿主细胞为植物花粉细胞。6.权利要求1所述的启动子或权利要求2～5中任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩瑜，彭义方，李琪，刘笑雨，董琪婧，杨芊，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：