[发明专利]DNA分子及有效防止转基因植物花粉逃逸的方法

说明书

本发明公开了一种DNA分子、一种重组载体、一种细胞和一种植物。本发明还公开了一种有效防止转基因植物花粉逃逸的方法，包括如下步骤：步骤一、将DNA分子构建到表达载体上得到带有DNA分子的重组载体；步骤二、将重组载体转化到植物细胞中，筛选、培养得到含有DNA分子的转基因植株。本发明通过分子育种设计，利用花粉形成后期特异启动子驱动水稻细胞质雄性不育基因，在花粉中特异表达，并通过线粒体信号肽把编码蛋白定位在线粒体内，利用其毒肽功能将携带有转基因成分的花粉致死，防止转基因花粉逃逸。

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及一种DNA分子，还涉及一种有效防止转基因植物花粉逃逸的方法。

背景技术

近年来，转基因植物种类和种植面积迅猛增加，转基因作物的大规模环境释放及其可能带来的环境生物安全问题己经日益成为目前全球最受关注和争议的领域之一。转基因植物中的外源基因通过花粉逃逸转移到环境中的非转基因品种或其野生近缘种(包括杂草种类)中，并通过遗传渐渗在野生近缘种的群体中保留或进一步扩散，从而带来环境生物安全问题。虽然转基因生物对生物多样性或生态平衡有上述这些可能的负面影响。但是，并不是说大量使用转基因生物一定就会破坏生物多样性或生态平衡。关键如何对其使用进行严格的审批和有效的监管，并通过行之有效的技术手段把负面影响降至最低。

目前己经发现一些降低花粉中外源基因扩散的方法，常见的如叶绿体转化、含外源基因花粉的致死效应等。

大多数植物的叶绿体是母性遗传的，如果外源基因整合到叶绿体基因组上，就不能通过花粉向其它植物扩散，因此可以避免外源基因的扩散。然而叶绿体转化只在少数植物中利用基因枪法获得了成功。另外，叶绿体转化载体包含有叶绿体同源片段，以保证外源基因的定点组合，而大多数植物的叶绿体基因组序列不清楚，因此，无法确定用于载体构建的同源片段和外源基因括入位点，对未知序列叶绿体基因组只能通过保守序列来完成。另外一个关键的问题是，大多数植物细胞含有10-100个叶绿体，每个叶绿体又含有高达100个质体基因组拷贝，而只有少数的质体基因组能够转化成功，使外源基因完全整合到叶绿体每个DNA拷贝中需要有效的组织培养方法以及筛选技术，而对于大多数单子叶植物来说目前还没有建立起来有效的转化和筛选系统。

雄性不育是一种广泛应用于商业化转基因植物中避免花粉逃逸的方法。Mariani等利用Barnases基因创造了烟草和油菜的雄性不育系，雄性不育株系做母本，野生型株系做父本，获得的杂交种借助Barstar基因恢复育性。然而，其负效应表现在，与对照相比，以花粉为食物的昆虫如油菜花露尾甲长成成虫的数量明显减少。而且，有证据表明，barnase对动物和人类细胞具有毒性，因此需要植物特异表达barnase的部位不是被食用的部分。另外，Barnase在应用方面还存在着很多问题，例如:雄性不育性状具有温度敏感性，容易受环境影响而不稳定、即使在花粉特异启动子下，barnase的毒性也有可能会泄露表达在植物体其它部位，从而引起各种重要农艺性状的变化、barnase在后代分离中也存在不稳定性等。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种DNA分子、一种重组载体、一种细胞和一种植物。

本发明另有一个目的是提供一种有效防止转基因植物花粉逃逸的方法。

本发明提供的技术方案为：

一种DNA分子，包含从上游到下游依次连接的花粉形成后期特异启动子序列、线粒体信号肽序列和如SEQ ID NO:1所示的碱基序列。

优选的是，所述的DNA分子，所述花粉形成后期特异启动子序列为如SEQ ID NO:2所示的碱基序列。

优选的是，所述的DNA分子，所述线粒体信号肽序列为如SEQ ID NO:3所示的碱基序列。

一种重组载体，所述重组载体含有所述的DNA分子。