[发明专利]克里曼丁花特异性表达启动子CcPIpro及其应用

说明书

本发明公开了克里曼丁花特异性表达启动子CcPIpro及其应用。本发明从克里曼丁基因组中分离出CcPI基因的启动子CcPIpro，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，长度为2242bp，能在花中特异性表达，可将该启动子应用于构建花特异表达的转基因植物，为柑橘的遗传改良提供新的基因资源。

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体涉及克里曼丁花特异性表达启动子CcPIpro及其应用。

背景技术

植物能根据外界环境变化调控特定基因的表达，以适应复杂多变的生长环境。真核生物中的TATA和CAAT框，它们决定了转录的起始位点和效率，负责和RNA聚合酶结合，启动基因转录过程。其中，转录水平受特异的顺式作用元件和转录因子协调作用，是表达水平的关键环节。因此，对植物特异诱导的启动子进行研究有助于了解基因转录调控表达模式及调控机制，并应用于基因工程中提高或改进外源目的基因的表达。目前已经通过分子生物学的手段验证很多在组织中特异性表达和诱导表达的启动子，如FT/TF1基因家族中MFT通过与ABA信号途径中的ABI3和ABI5蛋白形成负反馈环调控拟南芥种子的萌发(Xi et al2010)。ABA在植物的逆境胁迫如干旱、低温、高盐条件下通过伴随着大量的物理变化和发育的改变来增强对逆境的抗性(Mansfieid et al 1987)。

开花是一个在一定的遗传背景控制下生理生化及形态发生高度复杂的过程。植物接受环境因子(如光周期、温度)等诱导后，经一系列信号传导过程(Ca-CaM系统)，启动开花决定过程中的控制基因，并在诸多关键基因的相互作用以及诸多代谢途径的相互制约下，引起花芽分化，进而导致花器官发生。这些过程由许多特异性基因按一定的时间顺序性和空间特异性程序启动和关闭表达所控制，各个基因既具有独立功能，又相互影响、相互制约。

花是种子植物中最为重要的器官，在进化过程中最为丰富，花发育一直是发育生物学上研究的重点。经典的ABC模型揭示了花器官发育的分子机理(Coen and Meyerowitz1991)。两个含有MADS-box盒的B类基因AP3和PI特异地调控花瓣和雄蕊的发育(Schwarz-Sommer et al 1992,Yao et al 2008)，它们的表达受到上游花分生组织特异基因LFY和AP1激活。AP3和PI主要以异源二聚体的形式存在，在靶基因结合、核定位和调节下游基因的转录上有重要作用(McGonigle et al 1996,Yang et al 2003)。随着研究的深入，AP3/PI二聚体与其它的MADS-box基因形成更高级的蛋白复合物，调控器官的的特异性分化，与AP1和SEP组成四聚体复合物调控花瓣的形成，与AG和SEP蛋白一起调控雄蕊的发育。因此，开发一种新的花特异性表达启动子将能为创建花特异表达的植物及植物遗传改良提供新的基因资源。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，从克里曼丁基因组上分离出一个在花中特异性表达的启动子，利用该启动子的特异性转化拟南芥可获得转基因株系。

本发明利用植物基因克隆技术，从克里曼丁(Citrus clementina)基因组中克隆得到一个在花中特异表达的启动子，其核苷酸序列如表SEQ ID NO.1所示，序列的长度为2242bp。申请人将该启动子命名为CcPIpro。首先利用实时荧光定量PCR验证CcPI基因表达的特异性，同时将启动子CcPIpro与标记基因GUS融合，通过花序浸染法转入拟南芥植株中，验证了启动子CcPIpro在花中表达的特异性。本发明获得了重组载体pBI101+CcPIpro及携带该载体的转基因植株，为利用该启动子来创建花特异表达的植物提供新的基因资源。

因此，本发明的第一个目的是提供克里曼丁花特异性表达启动子CcPIpro，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

本发明还提供所述的克里曼丁花特异性表达启动子CcPIpro在植物遗传改良中的应用。

优选，所述的应用为在柑橘遗传改良中的应用。