[发明专利]一种种皮与纤维组织特异性表达启动子SFS及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种种皮与纤维组织特异性表达启动子SFS及其应用，具体为一种能够在植物种子表皮和棉花纤维特异表达的启动子ProSFS(简称为SFS启动子)以及该启动子在植物遗传改良上的应用。

背景技术

植物生长发育是不同基因在时间、空间上有序表达和协同作用的过程。基因在整个生长过程中的开关、表达模式以及表达丰度等均受到精确调控。植物基因的表达调控可以分为转录前、转录、转录后、翻译、翻译后等5个不同水平，其中转录水平上的调控是最主要和最为关键的环节。基因在转录水平上的调控主要是通过调控转录调节因子与启动子的结合与否、强弱变化等来实现。因此，分离克隆有关特异的启动子可以有效调节基因的转录水平，包括基因在不同组织以及不同环境条件下的表达。此外，获得组织特异性启动子对于转基因作物的研究以及商业化开发都具有重大意义。

组织器官特异型启动子按照植物组织器官可以分为根、维管束、花器官、种子特异以及其它组织特异表达启动子等。组织器官特异型启动子可以定向表达外源蛋白，在发育生物学研究、以及植物基因工程方面逐步得到应用。果实和种子是植物的生殖器官、营养物质主要的储藏场所。利用果实或种子等器官特异启动子来调控相应的目的基因表达，不但可以提高基因在这些部位的表达量，而且可以降低生物能耗，有利于表达产物的分离以及提高作物的产量和品质。

来源于小麦的TaPR61基因启动子在禾本科作物中可以维持其种子特异表达的模式(Kovafchuk et al,2012)。瓜尔豆甘露糖聚合酶基因的启动子能够在紫花苜蓿的胚乳组织中特异表达(Naoumkina and Dixon,2011)。近年来，分离与种子特异表达有关的启动子还包括：来源于西瓜的果实特异表达基因AGPL1的启动子(Yin et aL,2009)、番茄的E8基因启动子等。研究表明：2个胚乳特异表达顺式作用元件—GCN4和AACA对于维持基因的胚乳特异表达模式起着重要的作用(Qu and Takaiwa,2004；Wu et aL,1998；Takaiwa et aL,1996)。此外，糊粉层特异表达的基因ALJ启动子、胚乳特异表达启动子Gtl3a在生物反应器上展现了很好的应用前景(Kuwano et al,2011；He et al,2011)。

尽管科学家已经在不同的植物种克隆了上述与种子特异表达有关的启动子，但是到目前为止还没有有关具有种皮特异和棉花纤维组织特异的启动子报道。

发明内容

本发明针对上述技术缺陷，目的在于提供一种种皮与纤维组织特异性表达启动子-SFS及其应用，即提供一种新的能够在植物种皮以及棉花纤维组织中特异表达的启动子SFS。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明提供一种核苷酸SFS，序列如SEQ ID NO.1所示；该序列可以通过人工合成的方法进行合成，也可以通过PCR和酶切的方法从棉花的基因组中进行克隆。

第二方面，本发明提供一组用于扩增所述核苷酸SFS的外侧引物对，所述外侧引物对的序列如SEQ ID NO.2、SEQ ID NO.3所示。

第三方面，本发明提供一组用于扩增所述核苷酸SFS的内侧引物对，所述内侧引物对的序列如SEQ ID NO.4、SEQ ID NO.5所示。

第四方面，本发明提供一种重组载体，包含所述核苷酸SFS，如实施例1中的连接核苷酸SFS的pMD18-T载体等。

第五方面，本发明提供一种转化体，包含所述核苷酸SFS，所述转化体采用的宿主为大肠杆菌或农杆菌。

第六方面，本发明提供一种所述核苷酸SFS作为启动子的用途。

优选地，所述用途具体为核苷酸SFS作为启动子在驱动植物中目的基因在特定组织中表达的应用；所述植物包括棉花、拟南芥；所述组织包括表皮、纤维等。

优选地，所述核苷酸SFS作为启动子在驱动植物中目的基因在特定组织中表达的应用具体为用所述转化体的悬浮液浸泡植物组织。

优选地，所述用途具体为核苷酸SFS作为启动子在植物育种中的应用。

第七方面，本发明提供一种所述核苷酸SFS的制备方法，包括人工合成法或生物克隆法；

优选地，所述核苷酸SFS的人工合成的方法具体为：

步骤一、根据核苷酸SFS的正链和副链序列，分别合成出长度150～200bp、具有粘性末端的单链寡核苷酸正链片段和单链寡核苷酸副链片段；