[发明专利]胚珠体细胞特异性启动子及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及植物分子生物学领域，更具体而言涉及植物中基因表达的调节。

背景技术

异源DNA序列在植物宿主中的表达有赖于在该植物宿主中有功能的可操作连接的调节元件的存在。启动子序列的选择将决定在生物体中何时和何处表达异源DNA序列。需要在特定组织或者器官中表达的情况下，可以使用组织优选启动子。需要应答于刺激而表达基因的情况下，诱导型启动子是首选的调节元件。相比之下，在需要在植物的整个细胞中持续表达的情况下，采用组成型启动子。可以在转化载体的表达构建体中包括位于核心启动子序列上游和/或下游的另外调节序列，以便引起异源核苷酸序列在转基因植物中不同水平的表达。

常常需要在植物的特定组织或器官中表达DNA序列。例如，可以通过遗传操纵植物的基因组以包含可操作连接至异源病原体抗性基因的组织优选启动子，从而在所需植物组织中产生病原体抗性蛋白质，实现植物对土源和空气源病原体感染的抗性增加。或者，可能需要抑制植物组织内的天然DNA序列的表达以实现所需的表型。在这个情况中，可以如下实现这种抑制：将植物转化以使其包含可操作连接至反义核苷酸序列的组织优选启动子，从而该反义序列的表达产生了干扰天然DNA序列的mRNA翻译的RNA转录物。

另外，可能需要在处于特定生长或发育阶段(例如细胞分裂或伸长)的植物组织中表达DNA序列。这种DNA序列可用于促进或抑制植物生长过程，从而影响植物的生长速率或结构(architecture)。

为了影响植物的各种性状和为了与可评分标志物(scorable marker)一起使用，需要分离和表征胚珠体细胞(somatic ovule)组织优选的启动子，特别是能在种子发育早期充当目的分离核苷酸序列的表达的调节元件的启动子。

发明内容

提供用于调节植物中基因表达的组合物和方法。组合物包含在授粉之前、授粉过程中和授粉之后在胚珠体细胞组织中活跃的启动子的新型核苷酸序列。这种优选表达对于筛选不定胚生殖是特别合乎需要的。更具体而言，该启动子在胚珠中活跃，大约在受精时和在受精之前直至球形胚形成为止主要在拟南芥(Arabidopsis)的内珠被的珠孔端。本发明的某些实施例包含SEQ ID NO：3-8和33所示的核苷酸序列及其功能片段，其驱动可操作连接的核苷酸序列的胚珠优选表达。本发明的实施例还包括包含可操作连接到目的异源核苷酸序列的启动子的DNA构建体，其中所述启动子能够驱动所述核苷酸序列在植物细胞中的表达，并且所述启动子包含本文公开的核苷酸序列中的一个。本发明的实施例还提供表达载体，以及在其基因组中稳定掺入了如上所述的DNA构建体的植物或植物细胞。另外，组合物包括这种植物的转基因种子。具有这种优选空间和时间表达的启动子对于双子叶植物中的不定胚生殖是特别合乎需要的。不定胚生殖是无孢子生殖的单性生殖(通过种子无性繁殖)的组成部分，其在使稳定的、基于杂种的杂种优势维持数代中将有用。

另外的实施例包括在植物中选择性表达核苷酸序列的方法，该方法包括用DNA构建体转化植物细胞，并从所述植物细胞再生出转化植物，所述DNA构建体包含本发明的启动子和可操作连接到所述启动子的异源核苷酸序列，其中所述启动子启动所述核苷酸序列在再生的植物中的胚珠优选转录。按这种方式，启动子序列可用于以组织优选方式控制可操作连接的编码序列的表达。

在启动子的转录起始区的下游将是目的序列，其将提供对植物的表型的修饰。这种修饰包括调节内源产物的生成(数量、相对分布等方面)或者外源表达产物的生成，以在植物中提供新颖的或者经调节的功能或产物。例如，涵盖编码这样的基因产物的异源核苷酸序列，该基因产物赋予对除草剂、盐、寒冷、干旱、病原体、线虫或昆虫的抗性或耐受性。

在另一个实施例中，提供了调节基因在稳定转化的植物中的表达的方法，该方法包括以下步骤：(a)用包含与至少一种核苷酸序列可操作连接的本发明的启动子的DNA构建体转化植物细胞；(b)使该植物细胞在植物生长条件下生长，以及(c)从其中该连接的核苷酸序列的表达改变该植物的表型的植物细胞再生出稳定转化的植物。

附图说明