[发明专利]一种开花植物花粉特异性表达DCP2启动子

说明书

本发明属于基因工程技术领域，具体涉及一种开花植物花粉特异性表达的DCP2启动子。该启动子包含1336 bp，具体碱基序列如SEQ ID No.1所示。该启动子用于在花粉粒中特异性表达目的基因，或者通过调控花粉产生或生存能力的基因表达而导致雄性不育。利用该启动子可构建一种拟南芥开花期花粉特异性表达载体pDCP2‑GUS。本发明通过对启动子DCP2的分离和功能鉴定，可为相关目的基因在花粉中特异表达，或者控制花粉育性提供了新的途径，也为相关基因研究及作物培育奠定了基础，具有较为重要的理论和应用意义。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，具体涉及一种开花植物花粉特异性表达的DCP2启动子。

背景技术

在基因的结构与功能研究中，转录水平的调控是一个关键步骤，基因转录起始是一系列反式作用因子和转录位点共同作用的结果。编码蛋白质的基因包含启动子和编码区，启动子一般位于编码区上游，是反式作用因子的结合位点。

启动子按其表达方式可分为三类：组成型启动子、诱导性启动子和组织特异性启动子。组成型启动子在生物体各个发育时期和所有的组织中都启动基因表达，具有时空特异性和表达量恒定性。诱导性启动子能在某些物理或化学信号的诱导下启动基因表达，或可以大幅度地提高基因的转录水平，一部分诱导性启动子同时具组织特异性。组织特异性表达启动子只在某种细胞、组织或者器官中启动基因表达，这些启动子还往往表现出一定的化学物理信号诱导性，还受到组织细胞生理状态以及发育阶段的影响，依据表达组织的不同，这些启动子有根特异性启动子、维管束特异性启动子、茎秆和叶片特异性启动子、花粉特异性启动子、种子和果实特异性启动子等。

随着大量DNA序列的积累和各种基因数据库的建立，启动子预测及鉴定和分析的计算机软件和网站也相继产生，启动子克隆的方法也很多。目前，许多植物启动子已被克隆，并已申请了专利保护。但花粉特异启动子方面，所见报道相对较少。

花粉的形成发生在雄蕊的花药中，植物雄性不育系是作物杂种优势利用的重要途径，因此对花药及花粉发育的研究具有重要的应用价值。杂交繁育是将两种植物的所需遗传性状导入一种植物的传统方法。为了可靠的获得性状一致的杂种，应确保亲本系之一为雄性不育。产生雄性不育的技术，一种是人工地或机械化除去雄性亲本植物的花药或穗状雄花，但该方法费时、费力而且不完全可靠。另一种是利用基因工程来获得雄性不育系和恢复系。

外源基因能否在植物组织中特异高效表达，依赖于能高效、特异表达的植物表达载体，其中启动子的选择是关键条件之一。因此，当需要在全部植物细胞中表达时，使用组成型启动子。相反，当需要在植物优先的组织中表达时，使用组织特异性启动子。外源基因在目标组织中的优先表达减少了组成型启动子在全部植物细胞中启动异源核苷酸序列转录所发生的植物资源消耗。基于这些目的，开发新的、尤其是花粉特异表达的启动子，具有十分重要的应用意义。

发明内容

本发明目的是提供一种植物开花时花粉特异性表达的DCP2启动子，从而为相关基因研究及新植物品种培育奠定应用基础。

本发明的技术方案详述如下。

一种开花植物花粉特异性表达DCP2启动子，其来源于拟南芥（Arabidopssis thaliana），包含1336 bp，具体碱基序列如SEQ ID No.1所示；分析表明，该启动子具有高等植物启动子应具有的调控元件。

所述开花植物花粉特异性表达DCP2启动子在拟南芥中的应用，用于在花粉粒中特异性表达目的基因（如GUS基因），或者通过调控花粉产生或生存能力的基因表达（如登录号分别为AJ344210.1、X73652和X17554.1的Ms1、Ms2、Wun1等）而导致雄性不育。