[发明专利]包含水稻胚乳特异性启动子的重组载体及其应用和植株

说明书

技术领域

本发明涉及转基因水稻技术领域，尤其涉及一种包含水稻胚乳特异性启动子的重组载体及其应用和植株。

背景技术

生长素是一类小分子化合物，在植物体内种类很多，如吲哚乙酸(indole-3-acetic acid，IAA)，苯乙酸、吲哚丁酸、4-氯吲哚乙酸，但最主要的形式是吲哚乙酸IAA。生长素在植物生长和发育过程中起着极其重要的作用，几乎参与调控所有的发育过程，包括根系的发育、侧根与不定根的启动与形成、茎和叶的发育、叶原基和花原基的形成、花器官的发育、维管束组织的形成和分化、果实的生长与成熟、植株的顶端优势、器官衰老、离区的形成等。同时，生长素还参与调控植物的向性生长如向光性和向地性、逆境胁迫反应(如干旱、盐渍、低温和酸铝等)、病原体浸染反应等。

在最近10年中，人们利用模式植物拟南芥，对植物生长素生物合成途径的研究已经取得了一些可喜的成果。植物生长素IAA的生物合成途径已较为清楚，有色氨酸和非色氨酸两条途径，其中在植物体内以色氨酸途径为主，其生物合成前体为色氨酸，这条途径的下游又可分为4条支路：吲哚丙酮酸(indole-3-pyruvicacid，IPA)途径、色胺(tryptamine，TAM)途径、吲哚乙醛肟(indole-3-acetaldoxime，IAOx)途径及吲哚乙酰胺(indole-3-acetamide，IAM)途径(Woodward and Bartel，Ann Bot.95：707-735.2005)。控制合成吲哚乙酸的一些关键酶基因已经被克隆和鉴定，其中研究得最清楚是黄素单氧化物酶基因1(flavin monooxygenase-like enzyme1)。YUCCA1基因是在分离高IAA水平的突变体中被分离鉴定，该基因编码一个黄素类似单加氧酶，此酶能催化色胺形成N-羟基色胺，进一步催化形成IAA的中间产物IAOx，这是色胺途径中的限速步骤(Zhao et al.，science.291：306-309，2001)。在拟南芥基因组中，YUCCA基因家族共有11个成员(AtYUCCA1-11)，大部分成员的基因表达特性及其生物学功能已被鉴定(Cheng Y et al.，Genes Dev.20：1790-1799，2006；Plant Cell.19：2430-2439，2007)。有研究表明在拟南芥中2个或多个YUCCA基因同时失活时表现出明显的生长缺陷从而影响花器官的发育、叶片的发育、维管组织的形成以及胚胎发育。在水稻基因组中，有14个YUCCA基因，分别命名为OsYUCCA1-14(Fujino et al.，Mol Genet Genomic.279：449-507，2008)。在水稻中高表达OsYUCCA1表现为生长素水平增高和产生生长素过表达株系的表型，而沉默OsYUCCA1时所产生的表型与水稻生长素不敏感突变体的表型相似(Yamamoto Y et al.，Plant Physiol.143：1362-1371.2007)。这些结果都表明YUCCA基因对调控植物体内的IAA水平具有重要的意义。

目前有研究表明，植物激素参与调控作物生长发育的每个过程，作物的株高、分蘖、光合生产力和衰老均与作物的产量有密切的关系。在这些植物激素中，生长素吲哚乙酸(indole-3-acetic acid，IAA；植物体内最主要的生长素形式)的生物合成途径相对较为清楚。人们对植物激素的化学特性与生理功能已经进行了广泛深入的研究，在作物特定生长期内，合理使用植物生长调节剂可使农作物明显增产。目前，人工合成了各类植物生长调节剂达100多个品种(如萘乙酸、2，4-D、防落素、青鲜素、6-苄基氨基嘌呤、乙烯利、增苷膦、比久、噻唑隆、助长素(Pix)、矮壮素、多效唑、烯效唑、增甜剂、复硝盐、芸苔素内酯、石油助长剂、抑芽敏、吲熟酯、水杨酸、三碘苯甲酸、调节安、异戊氨基嘌呤和疏果安等)，已被广泛应用到农业、林业和工业生产中，大大提高了粮食产量和人们的生活水平。