[发明专利]一种水稻胚乳特异表达启动子pOsPYL8

说明书

技术领域

本发明涉及植物分子生物学和植物基因工程领域。具体地说，本发明提供了一种水稻胚乳特异表达启动子pOsPYL8。

背景技术

水稻是我国乃至世界上最主要的粮食作物之一。胚乳是稻米的食用部分，其主要成分为淀粉，也包含微量脂肪、蛋白质、纤维素等，为人类提供营养和能量物质。植物生物技术和基因工程的发展，使得人们能够定向调控胚乳中淀粉、脂肪或蛋白质等相关合成、代谢基因的表达，实现稻米品质及营养价值的改良。

在水稻胚乳定向遗传改良中，利用胚乳特异表达启动子驱动相关基因的超表达或抑制是一种理想的策略。这一策略在高效调控胚乳组织中相关基因表达的同时，由于胚乳特异表达启动子结构在其它组织部位不表达，因此，一般不影响其它组织部位的生长发育。目前，国内外研究工作者已分离了一些水稻胚乳特异性启动子，但这类启动子的数量依然有限，特别是胚乳特异性高效表达启动子更是甚少，难以完全满足植物基因工程多方面应用的需求。随着水稻基因组测序完成、各种基因表达谱数据的公开，借助公共数据库可以筛选到在水稻胚乳组织中特异性高效表达的功能基因。这些胚乳特异表达功能基因的上游DNA序列，为分离鉴定胚乳特异表达的启动子提供了基础。

水稻胚乳特异强表达启动子的分离对利用基因工程改良水稻稻米品质以及利用水稻胚乳作为生物反应器表达相关重要蛋白产物具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种水稻胚乳特异表达启动子pOsPYL8及其应用。该启动子来源于水稻OsPYL8基因的上游启动子区，具有驱动目的基因在水稻胚乳中特异表达的功能。

本发明所提供的水稻胚乳特异性启动子，为下述DNA序列之一：

（1）具有SEQ ID NO.1所示的DNA序列；

（2）在SEQ ID NO.1所示序列的基础上对序列中间片段或碱基进行插入、缺失或替换改变所产生的，并且具有胚乳特异表达启动子活性的DNA序列；

（3）在SEQ ID NO.1所示序列的基础上进行5′-或者3′-缺失所产生的，并且具有胚乳特异表达启动子活性的DNA序列。

本发明通过对水稻根、茎、叶、小穗、种子等不同组织部位进行表达谱分析，明确了水稻脱落酸（abscisic acid，ABA）受体蛋白基因OsPYL8在种子中特异性高效表达；本发明进一步通过转基因水稻植株报告基因表达分析，明确了pOsPYL8启动子可控制目的基因在水稻胚乳组织中特异表达，其在水稻根、茎、叶、小穗、胚等组织部位不表达。本发明提供的pOsPYL8启动子可应用于基因工程改良稻米胚乳相关性状以及在水稻胚乳中特异性表达重组蛋白。

附图说明

图1，OsPYL8基因在根、茎、叶、小穗、种子等水稻不同组织部位中的表达模式，采用定量Real-time PCR分析，以水稻ubiquitin基因为内参。

图 2，植物表达载体pC-pOsPYL8-GUS示意图，其中，A为T-DNA线性结构示意图；B为pC-pOsPYL8-GUS载体图。

图 3，转pC-pOsPYL8-GUS结构的水稻转基因植株不同组织部位的GUS组织化学检测结果，其中，WT为非转基因对照植株；p35S-gus为转化了组成型启动子p35S的报告基因结构的转基因植株；pPYL8-gus为转化了pOsPYL8驱动的GUS报告基因结构的转基因植株。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。以下实施例用于说明本发明但不限制本发明的范围。实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。

实施例 1 水稻表达谱数据库检索OsPYL8基因表达模式

植物PYLs基因家族是一类脱落酸（abscisic acid，ABA）受体蛋白基因，它编码的蛋白与ABA结合并介导ABA信号途径。不同植物PYLs基因可在植物不同组织部位中组成性表达或特异性表达。在水稻中，OsPYLs基因家族存在12个同源基因。通过分析水稻表达谱数据库（http://ricexpro.dna.affrc.go.jp/）发现，OsPYL8 （genbank序列号：Os06g0527800）只在水稻胚乳中高效表达，而在其它组织器官中基本不表达。

实施例 2 荧光定量PCR（Real-time PCR）分析OsPYL8在水稻不同组织部位中的表达模式