[发明专利]一种水稻根特异强启动子POsRo2的鉴定和应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术和植物基因工程技术领域。具体而言，本发明涉及一种水稻基因表达启动子及其应用，该启动子能够在水稻转基因调控体系中驱动目标基因在根中表达。

背景技术

启动子是基因表达调控因子中最重要的因子，基本决定一个基因是否表达、何时表达和何处表达。按作用方式和功能，启动子大体可以分为组成型启动子、特异性启动子和诱导型启动子三大类。由于组织特异性启动子使基因的表达往往只限于某些特定的器官和部位，不仅能使目的基因的表达产物在该器官和组织积累，增加区域表达量，同时可避免植物体内不必要的营养浪费，减少对植物生长的副作用。因此，利用此类启动子驱动外源基因在相应的组织特异表达，能更好地适应植物的自然生理规律，使外源基因在植物中定向、安全、高效地表达。

目前，大多数组织特异性启动子的研究主要集中在植物的地上部分，根特异启动子的研究及应用还很少。然而，根是植物的地下部分，它是植物进行营养、运输、储存等生理功能的重要器官，根特异表达系统可用于研究植物的高渗胁迫耐受、和根际分泌等。由于植物根与土壤的广泛接触，根特异启动子的研究具有广泛的应用价值。利用根特异启动子可以进行土壤污染的生物修复，提高植物的抗旱能力和对盐、碱的耐受力，大量和微量元素的高效吸收以及增强对病原微生物的抵抗力等；同时，利用根特异启动子研究植物根的发育，根系的形态建成和根构型的重建并进行作物的遗传改良具有重要意义。

在植物中，特别是水稻等禾谷类作物的基因工程遗传载体构建中能够选用的植物内源的根特异启动子仍然很少，因此，发展更多的水稻等禾谷类作物的根特异启动子对基础研究和生产应用具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种驱动外源基因在水稻根中特异性表达的启动子、获得含有该启动子序列的转化子以及该启动子的应用。其中，本文中所涉及的“植物”是指单子叶植物，例如水稻、小麦、玉米、大麦、高粱或燕麦，优选为水稻。

为了实现上述目的，一方面，本发明提供一种植物根特异性表达启动子，所述启动子包含SEQ ID No:1所示的DNA序列。序列表中SEQ ID No:1所示的DNA序列为来源于日本晴水稻（Oryza sativa L cv.Nipponbare）的水稻根特异表达启动子，本文中称为POsRo2或启动子POsRo2。

优选地，本发明提供的启动子的DNA序列为SEQ ID No:1所示的序列，即POsRo2或启动子POsRo2。

另一方面，本发明提供另一种植物根特异性表达启动子，其DNA序列与SEQ ID No:1所示的DNA序列有至少80%同源性；或者，所述植物根特异性表达启动子为在SEQ ID No:1所示的DNA序列中添加、取代、插入或缺失一个或一个以上核苷酸生成的突变体或等位基因或衍生物；或者，所述植物根特异性表达启动子为任何DNA序列与SEQ ID No:1所示的DNA序列杂交的产物。这些启动子序列与SEQ ID No:1所示的DNA序列具有相同或类似功能，即驱动目标基因在植物根中特异性表达。

另一方面，本发明还提供一种包含上述植物根特异性表达启动子的表达盒。

又一方面，本发明还提供一种重组表达载体，所述重组表达载体包含本发明提供的上述植物根特异性表达启动子；优选地，在所述重组表达载体中，本发明提供的上述植物根特异性表达启动子连接于载体的待表达的基因序列的上游。

优选地，所述待表达的基因为Gus基因；所述重组表达载体为将SEQ IDNo:1所示的序列即POsRo2或启动子POsRo2构建于pCAMBIA1391中得到的重组表达载体，本文中称为pCAMBIA1391-POsRo2。

并且，本发明还提供一种宿主菌，所述宿主菌包含本发明提供的上述植物根特异性表达启动子、上述表达盒、或上述重组表达载体；优选地，所述宿主菌为根癌农杆菌。

另一方面，本发明提供一种转化子，所述转化子包含本发明提供的上述植物根特异性表达启动子、上述表达盒、上述重组表达载体、或上述宿主菌。其中，所述转化子优选为转基因细胞系、愈伤组织或植株。

再一方面，本发明提供上述植物根特异性表达启动子在培育转基因植物中的应用。其中所述应用包括将本发明提供的上述植物根特异性表达启动子连接于待表达的基因序列上游（例如，所述启动子与目标基因融合），从而重组表达载体，将所述重组表达载体转化到植物细胞、组织或器官中进行培育。待表达的基因即目标基因包括用于植物营养吸收等相关的基因。