[发明专利]一种水稻花粉强表达启动子OsPoll4及其应用

说明书

本发明提供一种水稻花粉强表达启动子OsPoll4及其应用。本发明还提供了含有该启动子的表达盒、作物表达载体以及利用其驱动目标基因表达的方法。具体而言，本发明的发明人发现并提取了日本晴水稻中一段1864bp的DNA序列，发明人发现该序列具有驱动基因在花粉中强表达的能力，并且对上述能力进行了鉴定，将其命名为OsPoll4。本发明将上述启动子应用在作物基因工程中。由于本发明提供的启动子可以特异地驱动外源基因在花粉中强表达，其具有分析花粉发育过程中重要基因的功能，对水稻花粉发育及相关的基础生物学研究具有重要的理论意义，而且对杂交稻及水稻转基因育种具有重要的实际意义。

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强表达，分析和研究目标基因的功能。

背景技术

水稻是最重要的农作物之一，全世界有三分之一以上的人口以稻米为主粮。在我国，水稻的生产面积约占农作物种植面积的40％，水稻生产在国民经济中占有非常重要的地位。由于自然环境的不断变化和经济发展的需要，常规育种技术很难解决的一些生产实际问题，如虫害、病害和逆境胁迫等，需要寻求现代生物技术解决。

转基因技术因可在基因水平上改造植物的遗传物质，定向改变植物的遗传性状，打破导入外源基因在物种间的生殖隔离，实现了基因资源的优势互补。因此，转基因技术是实现水稻品种改良的一种重要手段。

转基因技术将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中，由于导入基因的表达，引起生物体的性状的可遗传的修饰。运用科学手段从某种生物中提取所需要的基因，将其转入另一种生物中，使与另一种生物的基因进行重组，从而产生特定的具有优良遗传性状的物质。利用转基因技术可以改变动植物性状，培育新品种。也可以利用其它生物体培育出人类所需要的生物制品，用于医药、食品等方面。

由于转基因技术打破了物种界限，突破了常规育种中种质资源的限制，实现了有利基因在不同物种之间的重组转移，加快了对农作物品种抗性、品质、产量等多种性状的协调改良，从而为解决上述农业发展中的诸多制约因素提供了一条有效的技术途径。

然而由于转基因的遗传及表达的不稳定性和不可预知性，转基因引起的水稻雌雄配子体发育问题使许多转基因水稻株系在育种上无法利用。雄配子体发育是水稻生殖发育最重要的过程之一，它从造孢细胞发育成成熟的雄配子(花粉)涉及大量基因的表达，克隆及分析花粉发育过程中重要基因的功能对水稻花粉发育及相关的基础生物学研究具有重要的理论意义，而且对杂交稻及水稻转基因育种具有重要的实际意义。这些研究都离不开启动子的引导。启动子直接控制目的基因的转录，是调控目的基因表达最为经济有效的手段，也是控制表达风险的可行路径。因此，充分了解启动子，尤其是花粉中特异性表达的启动子的功能和特点，对构建转基因表达系统非常重要。

在此过程中，首要的任务则是分离或者构建出大量的在花粉中表达的启动子，进而后续才能对其进行研究。然而，当前人们对花粉中特异表达启动子的了解有限，因此，找到更多的花粉特异表达启动子对后续的进一步研究具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种驱动外源基因特异的在水稻花粉强表达的启动子、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强表达启动子OsPoll4，其特征在于，所述水稻花粉强表达启动子OsPoll4包含序列：