[发明专利]一个地上组织特异性表达启动子的鉴定和应用

说明书

技术领域

本发明属于植物生物工程和植物改良基因工程技术领域。具体涉及一个植物地上组织特异性表达启动子的分离鉴定和应用。

背景技术

外源DNA序列通过连接到特定的启动子从而启动在植物宿主中的表达，启动子类型的选择决定基因的表达时间和部位。目前在农业生物技术领域广泛应用的主要是一些组成型的强启动子，比如CaMV 35S启动子和玉米Ubiquitin-1启动子（Battraw and Hall，1990; Christensen et al. 1992），然而在利用这些启动子诱导目的基因转化水稻等作物以期改良作物的品质时，往往会由于目的基因表达的时间（发育阶段特异性）或空间（组织器官特异性）不能很好地控制而导致改良效果不明显，或者由于这些组成型启动子诱导基因表达量太高而对植物的生长发育造成影响，这些都是目前利用组成型强启动子结合功能基因来改良作物品质时遇到的障碍。

此外，在研究某些代谢过程或调节途径时，常常需要将同一途径上的两个以上的基因转化到同一个株系中去，采用转化其中一个基因得到转基因植株后再转化另外一个基因，或者两个基因分别转化完成后再进行杂交，都需要等待较长的时间，为了提高效率缩短多个基因转化的时间，最近有报道可以利用新的载体同时进行多个基因的转化（Lin et al. 2003；Chen et al. 2006），但是在多基因转化时如果重复使用同一个启动子，也会由于启动子序列的高同源性可能导致基因沉默。因此，克服以上转化技术上的困难，就很有必要克隆更多的组织器官特异性或者特定条件诱导型表达的启动子，这样可以根据需要选择不同的启动子诱导目的基因在适合的时间或空间表达。

外源基因在转基因植物中的定位表达，可以降低植物负担，减轻对其他性状的不利影响，而且还可以提高目标产物在特定部分的表达量，增强转基因的效果。鉴于此，研究者们更加重视对组织特异性启动子的开发和应用。

绿色组织特异性启动子诱导基因只在茎叶等绿色组织表达，因而可以用于以茎叶为主要收获产物的作物，使蛋白质产物富集于茎叶中，减少宿主植物无谓的物质能量消耗，改善光合作用特性；也可以用于以种子、果实为主要收获产物的作物，让抗除草剂、抗虫等外源基因只在茎叶部分而不在种子果实等器官中表达，以提高转基因作物的生物安全性，在植物基因工程研究中具有广泛的应用前景。目前，已成功利用的叶片特异表达启动子有Rbcs（1，5-二磷酸核酮糖梭化加氧酶小亚基基因）启动子和Cab（捕光叶绿素a/b结合蛋白基因）启动子等。

发明内容

本发明内容给出了本发明的一些实施方式，以及在多种情况中给出了这些实施方式的变动和变更。本发明内容只是很多的和不同的实施方式的示例。所提及的给定实施方式示例也是一个或多个代表性的特点。这样一个实施方式通常可以具有或不具有所提及的特点；同样，这些特点也可以被施用于本发明的其他实施方式中。为了避免过多的重复，本发明内容没有罗列或提及这些特点的所有可能的组合。

本发明提供了一种能在植物地上组织特异表达的启动子KT598P的核苷酸序列，具体核苷酸序列如SEQ ID No：1所示，及修饰、克隆并应用该启动子的方法。本发明还提供了用于在植物中表达核苷酸序列的方法。在一些实施方式中，方法包括（a）将核苷酸序列可操作地连接于包括SEQ ID No：1的启动子，以产生表达盒；和（b）生成包括表达盒的转基因植物，由此在植物中，更具体地说，是在植物地上组织中表达所述核苷酸。在一些实施方式中，所述生成包括用表达盒转化植物细胞并从所转化的植物细胞中再生出植物。

本发明所提供的植物地上组织特异性表达启动子KT598P，包含序列表中SEQ ID No：1所示的核苷酸序列；还包含与SEQ ID No：1中所列核苷酸序列至少具有95%相似性的核苷酸序列，可以驱动操作性连接的核苷酸序列在植物中特异性表达。与SEQ ID No：1所示的核苷酸序列具有90％以上同源性，且具有驱动操作性连接的核苷酸序列特异性地在植物地上组织中表达的功能的序列，是将所述SEQ ID No：1序列用已知的方法进行分离和/或修饰和/或设计得到的。本领域的技术人员应该理解的是，特定核苷酸序列中核苷酸相似性的微小改变不一定会导致该核苷酸序列的功能变化，核苷酸序列的变化或缩短的方法，以及测试这些发生变化的核苷酸序列有效性的方法均是本领域技术人员熟知的。