[发明专利]水稻根尖特异表达启动子POsRo3

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根尖特异表达启动子POsRo3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水稻根中特异表达。

背景技术

植物基因能够正常表达是依赖基因上游的启动子序列。在植物基因工程中，我们可以利用具有不同表达调控水平的启动子来驱动目标基因的表达。其中在植物中使用最广泛的启动子为CaMV35S启动子。该启动子是烟草花叶病毒基因的启动子，能在大部分植物中对异源基因进行启动表达，是组成型启动子（Chua NH, Benfey PN. The cauliflower mosaic virus35S promoter: combinatorial regulation of transcription on plants. Science,1990,250:959-966)。从病毒中克隆出来的基因启动子序列应用到植物基因工程中，可能存在潜在的生物不安全性，因此，人们也从植物本身克隆活性强的组成型启动子。例如来源于拟南芥的PTSB1和PPHYB启动子(Naomi SS, Ichiro M..Constitutive promoters availale for transgene expression instead of CaMV35S RNA promoter: Arabidopsis promoters of tryptophan synthase protein subunit and phytochrome B.Plant Biotechnology, 2002,19(1):19-26)；广泛应用地单子叶植物转基因工程中，并作为研究的水稻Actin1和玉米Ubiquitin启动子，据报道，这些启动子在大麦和玉米中的表达效率是35S的15倍(Schledzewski K,Mendel RR.Quantitative transient gene expression:Comparison of the promoters for maize polyubiquitinl,rice actin 1, maize-derived Emu and CaMV 35S in cells of barley, maize and tobacco. Transgenic Res.1994,3:249-255)。

尽管组成型启动子能高效、非特异性的启动外源基因表达，但在实际应用中逐渐暴露出一些问题，这种外源基因的组成型表达往往会造成大量异源蛋白的积累，从而打破植物原有的代谢平衡，妨碍植物的正常生长。例如生长迟缓、生长期长、甚至不育和死亡(Pina MT, Skinner JS, Park EJ, Jekni Z,Hayes PM, Thomashow MF, Chen T.Use of a stress inducible promoter to drive ectopic AtCBF expression inproves potato freezing tolerance while minimizing negative effects on tuber yield. Plant Biotech J,2007,5:591-604)。因此，能够驱动外源基因在植物组织器官中定时、定点表达的组织特异性启动子逐渐成为研究的重点。

植物根系在土壤养分吸收中起重要作用，并且能与土壤微生物相互作用、分泌抗病虫物质以抵抗病菌对植物的侵袭。更重要的是，根系能够在各种非生物胁迫条件下保护地上部分，如干旱、酸性条件及重金属。当与养分吸收和耐胁迫相关的基因被特异的表达在根部细胞后，植物则会在营养匮乏及胁迫条件下正常生长。

目前在植物中，虽然已有少数根部特异表达的启动子被克隆并应用于基因功能的研究，但这些启动子中大部分只是在根部表达较强，并不完全特异在根中表达。另外，能够在水稻根尖特异表达的启动子更是鲜为人知。而根尖在植物根部中的作用又极其重要，由此可见，发展更多的水稻等禾谷科作物的根尖特异型启动子对基础性研究和遗传改良应用都具有重要的意义。

发明内容

针对上述问题，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。

具体而言，本发明提供一种水稻根尖特异表达启动子POsRo3，其特征在于，所述水稻根尖特异表达启动子POsRo3提取自水稻属植物。

优选地，所述水稻根尖特异表达启动子POsRo3包含：