[发明专利]一个花特异表达启动子KT631P的功能和应用

说明书

技术领域

本发明属于植物生物工程和植物改良基因工程技术领域，具体涉及一个植物花特异表达启动子KT631P的功能鉴定和应用。

背景技术

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，启动子类型的选择决定基因的表达时间和部位。目前在农业生物技术领域广泛应用的主要是一些组成型的强启动子，比如CaMV 35S启动子和玉米Ubiquitin-1启动子（Battraw and Hall，1990；Christensen et al. 1992），然而在利用这些启动子诱导目的基因转化水稻等作物以期改良作物的品质时，往往会由于目的基因表达的时间（发育阶段特异性）或空间（组织器官特异性）不能很好地控制而导致改良效果不明显，或者由于这些组成型启动子诱导基因表达量太高而对植物的生长发育造成影响，这些都是目前利用组成型强启动子结合功能基因来改良作物品质时遇到的障碍。

此外，在研究某些代谢过程或调节途径时，常常需要将同一途径上的两个以上的基因转化到同一个株系中去，采用转化其中一个基因得到转基因植株后再转化另外一个基因，或者两个基因分别转化完成后再进行杂交，都需要等待较长的时间，为了提高效率缩短多个基因转化的时间，最近有报道可以利用新的载体同时进行多个基因的转化（Lin et al. 2003; Chen et al. 2006），但是在多基因转化时如果重复使用同一个启动子，也会由于启动子序列的高同源性可能导致基因沉默。因此，克服以上转化技术上的困难，就很有必要克隆更多的组织器官特异性或者特定条件诱导型表达的启动子，这样可以根据需要选择不同的启动子诱导目的基因在适合的时间或空间表达。

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。启动子是重要的顺式作用元件，是基因表达调控因子中最重要的因子，它基本决定一个基因是否表达、何时表达和何处表达，它一般位于功能基因的5’侧翼区域，能够与RNA聚合酶以及其他蛋白辅助因子等反式元件相结合，从而控制基因转录的起始和速度。根据其驱动基因表达的不同特点，启动子分为组成型启动子和特异性启动子。组成型启动子能在所有细胞或组织中，不分时间和空间地启动转录；特异性启动子又可分为组织特异性启动子和诱导型启动子。

组织特异性启动子亦称器官特异性启动子，在这类启动子的驱动下，基因的表达往往只限于某些特定的器官或组织部位，并表现发育调节等特性。组织特异性启动子不仅能使目的基因的表达产物在一定器官或组织部位积累，增加区域表达量，同时也可以避免植物营养的不必要浪费。随着植物基因工程技术的发展，这一特性必然使组织特异性启动子作为一种重要的顺式作用元件在生物反应器、选育抗虫、抗病、抗旱、抗高渗胁迫等抗逆特性的转基因植物优良品种等领域得到更加广泛的应用。

植物花器官的形成与发育一直是研究的热点问题之一。植物花的发育过程分为4个阶段：成花诱导、花分生组织形成、花器官原基产生和花器官成熟。分离这些过程中的花特异性表达基因启动子，在控制植物育种和花卉培育过程中都有重要的作用。目前世界上已经分离鉴定了一些花器官特异的启动子，例如，PAL价值的zb8启动子驱动报告基因GUS在转基因水稻的花药、花芽、花托和花丝中都表达[Zhu Q ,et al., 1995, Plant Mol.Biol., 29:535-550]，而另一些花特异启动子则具有花器官某特定组织的特异性，如一些水稻花药特异性启动子[Tsuchiya T等，1994，Plant Mol.Biol., 20:1189-1193] 、番茄花粉特异性启动子LAT52[Twell D等，1989，Mol GenGenet，217:240-245]和烟草花药绒毡层特异性启动子TA29[Koltunow  AM等，1990，Plant cell，2:1201-1224]等。

发明内容

本发明提供了一种能在植物花器官驱动特异性转录的启动子核苷酸序列，及克隆并应用该启动子的方法。本发明还提供了用于在植物中表达核苷酸序列的方法。在一些实施方式中，方法包括（a）将核苷酸序列可操作地连接于包括SEQ ID No：1的启动子，以产生表达盒；和（b）生成包括表达盒的转基因植物，由此在植物中，更具体地说，是在植物花器官表达所述核苷酸。在一些实施方式中，所述“生成”包括用表达盒转化植物细胞并从所转化的植物细胞中再生出植物。