[发明专利]水稻根尖特异表达启动子Pro-Os02g54880及其应用

说明书

技术领域

本发明属于分子生物学、基因工程技术领域，具体地说，涉及一种水稻根尖特异表达启动子Pro-Os02g54880及其应用。

背景技术

通过转基因方法研究基因功能甚至改变重要作物的农艺性状已经成为一种常用手段。以往人们利用组成型启动子启动相关基因的表达，但这种方法不仅过分消耗了植株能量，而且可能得不到期望的表型。将目标基因以期望的水平在特定组织中表达对于研究基因功能、改良植物性状是切实可行的。因此，选择合适的器官特异启动子，有利于控制基因在时间及空间上不同水平的表达，以减少过多的能量消耗以及不期望的其它性状。

植物根系在土壤养分吸收中起重要作用，并且能与土壤微生物相互作用、分泌抗病虫物质以抵抗病菌对植物的侵袭。更重要的是，根系能够在各种非生物胁迫条件下保护地上部分，如干旱、酸性条件及重金属。当与养分吸收和耐胁迫相关的基因被特异的表达在根部细胞后，植物则会在营养匮乏及胁迫条件下正常生长。

近些年，为了调控外源基因在转基因株系中不同时间及空间的表达，研究者已经克隆了很多具有不同器官或组织特异性的启动子。例如，从种子贮藏蛋白基因及非种子贮藏蛋白基因都克隆到了种子特异表达的启动子。几种花器官特异的启动子也已被鉴定。虽然已有少数根部特异表达的启动子被克隆并应用于基因功能的研究，但这些启动子中大部分只是在根部表达较强，并不完全特异在根中表达。另外，能够在水稻根尖特异表达的启动子更是鲜为人知。

发明内容

本发明的目的是提供水稻根尖特异表达启动子Pro-Os02g54880及其应用。

为了实现本发明目的，本发明的水稻根尖特异表达启动子Pro-Os02g54880，其具有：i）SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列；或ii）SEQ ID No.1所示核苷酸序列经取代、缺失和/或添加一个或几个核苷酸且同等功能的由i）衍生的核苷酸序列。

本发明还提供含有上述启动子的载体、含有上述启动子的转基因细胞系以及含有上述启动子的工程菌。

本发明还提供含有上述启动子的转基因株系。

本发明还提供水稻根尖特异表达启动子Pro-Os02g54880在调控下游基因表达中的应用，优选下游基因为GUS基因、GFP基因、LUC基因等报告基因，或CKX基因、OsNAC10基因等目标基因。优选下游基因为CKX基因或OsNAC10基因。

当下游基因为CKX基因或OsNAC10基因时，可促进水稻根系生长并提高水稻抗旱能力。

将水稻基因Os02g54880的起始密码子ATG上游2.273kb序列扩增后，连接到GUS表达载体pCAMBIA3301上，将构建好的载体转化水稻，获得转基因株系，并用GUS显示底物x-gluc对转基因植株染色，观察根尖部位的着色情况。

本发明首次提出一个新的能够在水稻根尖部位特异表达启动子Pro-Os02g54880，该启动子适用于启动目标基因（如GUS基因或GFP基因）在水稻根尖的特异性表达。由于该启动子的特异性很强，因此为后续进一步确定根尖特异表达的顺式作用元件奠定了基础，且为植物抗逆基因工程研究提供了新的启动子元件。

附图说明

图1为本发明实施例2中构建的Pro-Os02g54880-GUS载体图谱。

图2为本发明实施例2中转基因水稻不同组织器官的染色结果；其中，A为根系染色结果，B为叶片染色结果。

图3为本发明实施例2中多个独立转基因株系的根和叶片中GUS活性测定结果。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

以下实例中未注明具体的实验方法，均可按照常规方法进行或按照制造生产厂商的使用说明。

实施例1水稻根尖特异表达启动子Pro-Os02g54880的克隆

1.1生物材料

1.1.1植物材料

水稻转基因受体材料为日本品种‘kitaake’。

1.1.2菌株和载体

使用的农杆菌菌株为EHA105，载体为pCAMBIA3301。

1.2方法

1.2.1水稻根尖特异表达启动子Pro-Os02g54880的克隆及Pro-Os02g54880-GUS载体的构建