[发明专利]一种水稻花粉强特异表达启动子OsPoll3及其应用

说明书

本发明提供一种水稻花粉强特异表达启动子OsPoll3及其应用。本发明的启动子包含序列表中SEQ ID NO.1或2中所示的核苷酸序列，或者二者的衍生物。本发明还提供了含有该启动子的表达盒、作物表达载体。本发明的发明人发现、提取并鉴定了日本晴水稻中的一段具有转录调控活性的DNA序列，并对其进行了实验性应用。具体而言，本发明将上述启动子应用在作物基因工程中。本发明提供的启动子能够驱动目标基因在花粉中特异表达，从而创造雄性不育材料，应用于杂交制种；或者进行基因剔除，防止外源基因通过花粉污染其他非转基因(作物)植物，提高转基因作物的生物安全性。

技术领域

本发明涉及生物技术和作物基因工程技术领域。具体而言，本发明涉及一种水稻花粉强特异表达启动子及其应用，该启动子能够在作物基因工程中驱动目标基因在花粉中特异表达，从而创造雄性不育材料，或者进行基因剔除，防止外源基因通过花粉污染其他非转基因(作物)植物，提高转基因作物的生物安全性。

背景技术

水稻是我国乃至全世界最主要的食品来源之一，我国目前有一半以上的人口以稻米为主食，人均摄入热量的30％、蛋白质的19％均来源于稻米。随着人民生活水平的提高，稻米在粮食作物中的比重将持续增长。水稻在保障我国粮食安全中担当重要角色，杂交育种对于提高水稻产量非常重要。水稻杂交育种常用三系法及两系法，这些方法利用的是花粉特异性发育性状。

目前水稻三系法制种主要利用核—质互作雄性不育系、保持系和恢复系实现三系配套实现杂交育种，这种方法不仅种子生产程序比较复杂，选育新组合的周期长，制种成本高，而且种质资源利用有限，在一定程度上限制了杂交水稻产量的进一步提高。而现在广泛使用的两系法制种体系即光温敏不育系实现了一系两用，简化了繁殖不育系的技术环节。但光温敏核不育系容易受光周期和温度变化的影响，育性不稳定，影响制种纯度，具有一定的制种风险，特别是当前全球气候异常影响了水稻光温敏不育系的推广和利用。因此，培育不受环境影响且可以自主繁殖的稳定不育系已成为两系杂交技术广泛应用的技术瓶颈。

水稻中广泛存在的核雄性不育材料，不育性遗传性状稳定，受外界环境条件影响小，在杂交育种和农业生产上都具有十分重要的意义。花粉特异启动子被广泛用于创造核雄性不育植物。而具有强特异性的启动子往往是可遇而不可求的，目前还没有任何一种方式能够根据需求来构建或直接筛选出相应启动子序列。目前发现的花粉特异启动子有烟草花特异启动子TA29，番茄花粉特异启动子lat52，水稻花粉特异RA8gene启动子、玉米ZmC5基因启动子、ZM13启动子等等，花粉特异启动子-barnase(RNase)载体已经用来转化烟草、油菜、水稻、玉米等，通过基因工程获得雄性不育系。

但是，仅仅上面几种可用的花粉启动子在生产和研究过程中是远远不够的。因此，本发明希望能够再找到一种在花粉中具有强特异性表达性状的启动子。

发明内容

本发明的目的是提供一种驱动外源基因在水稻花粉强特异表达的启动子、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“作物”是指禾本科作物，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，本发明提供一种水稻花粉特异表达启动子，所述水稻花粉特异表达启动子包含：

(a)序列表中SEQ ID NO:1中所示的核苷酸序列；或者

(b)序列表中SEQ ID NO:2中所示的核苷酸序列；或者

(c)在序列表中SEQ ID NO:1中所示的核苷酸序列中添加、取代或缺失一个或多个核苷酸后所获得的核苷酸序列；或者

(d)在序列表中SEQ ID NO:2中所示的核苷酸序列中添加、取代或缺失一个或多个核苷酸后所获得的核苷酸序列；或者

(e)与序列表中SEQ ID NO:1中所示的核苷酸序列互补的核苷酸序列；或者