[发明专利]棉花纤维和花粉特异表达启动子FPSP‑1及其应用

说明书

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，具体涉及棉花纤维和花粉特异表达启动子FPSP-1及其应用。

背景技术

我国是棉花生产和消费大国，棉花生产在我国国民经济中占有重要的地位。利用传统的育种方法曾在棉花品种改良上取得了较大的成功，但近20 年来，世界棉花品种的产量已经达到平台期。因此，利用现有的遗传资源和传统育种手段难以再大幅度提高棉花产量。基因工程方法具有后代易于稳定，育种周期短等优点，可以打破物种间的遗传障碍，实现优良目的基因的定向转移。利用基因工程改良棉花产量和纤维品质是解决这一难题的有效途径。

但基因工程在作物改良中的作用发挥取决于三个方面的进展程度：目标基因的功能、调控目标性状的分子机理和控制目标基因在特定部位表达的特异启动子。在棉花纤维品质和产量的基因工程改良中，常常需要在纤维细胞中超量或抑制一些基因的表达，来达到提高产量或改良品质的目的。同时棉花纤维产量的重要指标是棉花育性，而花粉育性是棉花育性的重要指标，直接关系到棉花成铃率、座果率和产量，因此需要有纤维花粉特异的启动子来控制目标基因的表达。在棉花纤维发育的分子机理研究中，也需要纤维细胞特异表达启动子来上调或下调目标基因的表达，进而分析其在纤维细胞中的功能，最大限度地减少目标基因对其他组织和器官的不良影响。但是，目前已报道的具有棉花纤维特异性的启动子非常有限；如在利用基因工程改良棉花纤维产量和品质过程使用组成型启动子（如CaMV35S）常常引起副作用的问题，即在不需要表达目的基因的部位而发生了目标基因的表达，常常引起植株生长的异常变化，达不到改良纤维产量和品质的效果。因此，棉花纤维特异启动子的克隆，在转基因棉花中限制目标基因在棉花花粉和纤维中特异性表达，对棉花纤维发育相关基因功能研究和棉花纤维的基因工程改良，具有十分重要的意义。

近年来，植物组织器官和发育特异性表达基因的研究成为植物分子生物学的一个重要研究领域，特别是在植物基因工程的实用化阶段中，为了使目的基因在特定的组织器官和特定的发育阶段优先表达，对组织特异性表达的研究更是成为热点。由于棉花种子和纤维是棉花的经济器官，花粉育性是棉花产量的一个重要因子，纤维的发育直接影响纤维的品质和产量。因此，研究和筛选纤维和花粉特异表达的启动子不仅有助于解析基因表达调控的分子机制，并可为植物基因工程提供有用的调控元件，有着重要的理论意义和应用价值。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是解决现有组成型启动子（如CaMV35S）常常引起副作用，即在不需要表达目的基因的部位而发生了目标基因的表达，常常引起植株生长的异常变化，达不到改良纤维产量和品质的效果的技术问题，而提供一种棉花纤维和花粉特异表达启动子FPSP-1。

本发明还提供棉花纤维和花粉特异表达启动子FPSP-1的应用。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：棉花纤维和花粉特异表达启动子FPSP-1，所述启动子具有如SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列。

上述棉花纤维和花粉特异表达启动子FPSP-1的应用，在制备转基因棉花中的应用，用于控制目标基因在转基因棉花纤维和花粉中特异表达。

一种棉花纤维和花粉特异型表达的启动子制备转基因植物的方法，包括以下步骤：

（1）构建具有上述SEQ ID NO.1所示序列的启动子FPSP-1；

（2）将所述启动子可操作地插入到表达载体中，构建植物表达载体；

（3）将步骤（2）获得植物表达载体转化宿主，获得转化体；

（4）将所述转化体转化植物，经培养获得转基因植物。

一种棉花纤维和花粉特异型表达的启动子制备转基因棉花的方法，包括以下步骤：

（1）构建具有上述SEQ ID NO.1所示序列的启动子FPSP-1；

（2）将所述启动子可操作地插入到表达载体中，构建植物表达载体；

（3）将步骤（2）获得植物表达载体转化到棉花的愈伤再生组织中；

（4）培养所述棉花愈伤再生组织，经筛选和诱导获得含棉花纤维和花粉特异性的启动子的棉花植株。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：