[发明专利]一种玉米雄穗特异性表达的启动子ZmPSP-pro及其应用

说明书

本发明涉及一种玉米雄穗特异性表达的启动子ZmPSP‑pro及其应用，启动子ZmPSP‑pro的核苷酸序列为SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列，或为具有与SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列互补的核苷酸序列，或为与SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列具有75％以上同源性且同样具有启动功能的DNA分子。本发明的玉米雄穗特异性表达的启动子ZmPSP‑pro能够启动外源基因在植物穗部进行特异性地表达，从而避免外源基因在植物其他组织中持续表达带来的不利影响，对于转基因玉米作物针对性的性状改良具有重要意义和广泛的应用价值。

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，具体涉及一种玉米雄穗特异性表达的启动子ZmPSP-pro及其应用。

背景技术

组织特异性的启动子在某个特异的组织中表达。就植物而言，组织特异性的启动子可以在植物的特定组织如叶片、种子、根或生殖器官等启动目的基因的表达。这对于转基因作物的生物安全性以及遗传改造具有重要意义。

据报道，已有大量的组织特异性启动子被分离出来，其中包括叶片特异性启动子、茎块特异性启动子、根特异性启动子、花特异性启动子和种子特异性启动子等。因此，寻找一些能在细胞、组织、器官等发育阶段中更为专一地调控基因表达的启动子，在一定条件下进行基础研究和作物改良具有重要意义。

作物穗发育是一个复杂的生理过程，它与种子后期发育同步，与光合产物的积累的分解相关。在作物的胚发育过程中，外界温度、湿度、光照等环境条件直接或间接影响作物胚、胚乳、果皮及种皮中的淀粉酶、内源激素及其它内抑制物的成分和含量。

穗部发育过程的发生涉及多种代谢活动，基因表达特别活跃，据报道与穗发育相关基因，其分子功能主要涉及转录因子、蛋白代谢、碳水化合物代谢、逆境胁迫、信号转导、物质运输、细胞构成等多个方面和途径。因此深入发掘穗部特异性表达的启动子，对针对性改良转基因玉米产量性状具有重要的应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种玉米雄穗特异性表达的启动子ZmPSP-pro及其应用，解决现有技术中穗部发育过程复杂多变、不易控制等的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种玉米雄穗特异性表达的启动子ZmPSP-pro，其核苷酸序列为SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列，或为具有与SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列互补的核苷酸序列，或为与SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列具有75％以上同源性且同样具有启动功能的DNA分子。

进一步地，玉米雄穗特异性表达的启动子ZmPSP-pro的核苷酸序列为SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列，或为具有与SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列互补的核苷酸序列，或为与SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列具有90％以上同源性且同样具有启动功能的DNA分子。

需要说明的是，凡是经过人工修饰的，与本发明分离得到SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列具有75％或者更高同一性且具有启动功能的DNA分子，均是衍生于本发明的核苷酸序列并且等同于本发明的核苷酸序列。

本发明还提供一种含有上述的启动子pCAMBIA3301-ZmPSPpro::GUS的重组载体。

本发明还提供了上述的启动子ZmPSP-pro在穗部组织特异表达育种中的应用，其中穗部组织是单子叶作物的重要生殖组织，优选是玉米的穗部组织；启动子ZmPSP-pro通过启动目的基因在穗部组织特异表达育种中的应用，尤其是启动子ZmPSP-pro通过启动目的基因在玉米穗部组织特异表达育种中的应用。

本发明通过采集玉米的V6时期和R1时期(V6时期即第六叶完全展开，雄穗生长锥开始伸长，即拔节；R1时期即雌穗的花丝开始露出苞叶，即吐丝期)6个不同组织的样品，每组设立3次生物学重复，进行RNA提取。利用RNA Seq高通量测序，分析穗部特异性表达基因。