[发明专利]一种水稻胚乳特异性启动子

说明书

技术领域    

本发明涉及生物信息学、生物技术和植物基因工程领域。具体地说，本发明提供了一种水稻胚乳特异性启动子。

背景技术    

水稻是我国最重要的粮食作物，人们日常食用的大米（加工后的精米）即为水稻的胚乳，胚乳的形成和发育直接影响着水稻的产量和品质，同时胚乳也是一个优良的重组蛋白表达系统。通过生物技术和基因工程策略可以提高种子中稀有蛋白质、维生素和必需氨基酸的含量，提高稻米的营养价值和改善稻米的品质，从而培育出品质更加优良的稻米。

如何实现外源基因在转基因水稻中定点、定时、高效表达一直是转基因育种工作者追求的目标。选用具有组织特异性、表达水平高的启动子是实现外源基因在转基因植物特定组织中高效表达的关键。目前，国内外针对组织特异性启动子的研究已获得一些理想的启动子，但这类启动子的数量依然有限，尚不能满足植物基因工程多方面应用的需求。随着基因组学的发展，应用生物信息学的研究方法分析生物信息化数据，利用水稻数据库提供的功能基因的注释和表达模式的相关信息，查询并筛选出水稻不同组织中特异性表达的功能基因以及一些对生长代谢调控起关键作用的基因，进一步设计实验进行基因表达模式验证和调控机理分析，将是一条高效的筛选组织特异性表达启动子的新途径。

筛选和分离一些具有组织专一性、高表达水平的启动子以及分析有关的重要特异性调控元件功能，在基因工程研究中有着广泛的用途。胚乳是粮食作物营养的最重要组成部分，因此分离胚乳特异性强表达启动子对植物品质的改良具有重要意义。

发明内容    

本发明的目的是提供一种水稻胚乳特异性启动子。该启动子具有启动目的基因在转基因作物的胚乳中特异性表达的功能。

本发明所提供的水稻胚乳特异性启动子，为下述DNA序列之一：

（1）具有SEQ ID NO.1所示的DNA序列； 

（2）与SEQ ID NO.1有80﹪以上同源性，且能够控制目的基因在植物胚乳中特异性表达的DNA序列；

（3）在高严谨条件下可以与SEQ ID NO.1所示的DNA序列杂交，且能控制目的基因在植物胚乳中特异性表达的DNA序列；

（4）在SEQ ID NO.1所示的序列基础上进行5’端和3’端分段缺失的DNA序列；

（5）在SEQ ID NO.1所示的序列基础上进行单核苷酸或寡核苷酸插入、缺失或替换所产生的DNA序列。

将具有SEQ ID NO.1所示DNA序列的水稻latex1基因启动子命名为Oslatex1-P。

上述高严谨条件可为在0.1×SSC或0.1×SSPE，0.1% SDS溶液，65℃下进行杂交。

本发明的水稻胚乳特异性启动子来源于水稻latex1基因的上游序列，所述水稻latex1基因，具有如SEQ ID NO.2所示的DNA序列。

本发明的还提供了一种从水稻中克隆胚乳特异性启动子的方法。该方法首先通过解读生物信息学数据库和水稻功能基因组数据库，从中筛选在胚乳特异性表达的候选基因；然后通过半定量RT-PCR 鉴定候选基因时空表达，确定候选基因在胚乳特异性表达的行为；最后通过PCR扩增，克隆胚乳特异性表达基因的上游启动子片段，并通过DNA重组构建胚乳特异性启动子的表达载体，培育转基因植物进行启动子的功能验证。

本发明通过转基因水稻分析的实验证实Oslatex1-P启动子可控制目的基因特异性地在水稻的胚乳组织中表达，在其它组织部位则基本不表达。本发明提供的Oslatex1-P启动子可用于基因工程改良稻米胚乳相关性状。

附图说明  

图1，水稻植株中latex1基因的表达模式，通过半定量RT-PCR分析，以Actin作为内参基因；其中，R，根；S，茎；L，叶；E，胚；EN1，胚乳（DAF15）；EN2，成熟胚乳（DAF25）；DAF（Day After Flower）指开花后天数；CK为阴性对照。