[发明专利]一种具有侧根特异性表达特性的DNA片段

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术和植物基因工程技术领域。具体而言，本发明涉及能够在水稻转基因调控体系中特异性的驱动目标基因的表达的一段DNA片段。

背景技术

启动子是参与特定基因转录及其调控的DNA序列。它决定了一个基因是否表达、何时表达以及何处表达。按作用方式和功能，启动子可分成组成型启动子、特异型启动子和诱导型启动子三类。在植物基因工程中，人们利用具有不同表达调控水平的启动子来启动目标基因的表达。例如来源于玉米的Ubiqutin和水稻的Actin启动子，能够调控目的基因在根、叶中强烈表达，是植物转基因中被广泛使用的启动子。虽然组成型启动子能驱动目标基因在植物中非特异性地高效表达，但往往造成植株大量积累异源蛋白，打破原有代谢平衡，过分消耗植株能量，因而得不到所预期的表型。因此，选择一些能在组织、器官以及发育各阶段特异的启动子，使目标基因只在特定组织或特定时期表达，对于基因功能研究、作物性状改良有重要的意义。

作为植物的地下部，根直接与土壤接触，从土壤中吸取水分和养分、运输物质和储存营养等，是植物极其重要的生理器官，因此研究根特异性启动子具有实在的应用价值。如利用根特异性启动子可以改善植物根的生长，提高植物的抗旱盐能力，增加根的分泌物，对土壤污染进行生物修复等。同时利用根特异性启动子研究植物根的发育、根系的形态建成和根构型的重建并进行作物的遗传改良培育高产稳产的作物新品种具有重要的意义。

目前使用中的根特异性启动子并不多。在植物内源的根特异性启动子开发应用之前，使用的农杆菌Ri质粒中的一个根特异的基序rolD(ElmayanT,TepferM.EvaluationintobaccooftheorganspecificityandstrengthoftherolDpromoterdomanAofthe35Spromoterandthe35Spromoter.TransgenicRes,1995,4:388-396)。最近几年人们也找到一些根特异性启动子，如利用拟南芥的黑芥子酶(myrosinase)PYK10启动子调控CKX3基因，使该基因在根中表达，促进根的加快生长，提高了作物抗旱和吸收矿物质的能力(WernerT,NehnevajovaE,KollmerI,NovakO,StrnadM,KramerU,SchmullingT.Root-specificfeductionofcytokinincausesenhancedrootgrowth,droughttolerance,andleafmineralenrichmentinArabidopsisandtobacco.PlantCell.2010,22(12):3905-3920)；用根特异性引物Rcc3驱动OsNAC10，发现特异性表达该基因后，也使根变大，并能在干旱胁迫下增加植物产量(JinSeoJeong,YounShicKim,KwangHunBaek,HarinJung,Sun-HwaHa,YangDoChoi,MinkyunKim,ChristopheReuzeau,andJu-konKim.Root-SpecificExpressionofOsNAC10ImprovesDroughtToleranceandGrainYieldinRiceunderFieldDroughtConditions.PlantPhysiol.2010153:185-197)。

综上所述，在植物中，合理使用根特异性启动子能明显改善植物性状，但应用于水稻等禾谷类作物基因工程遗传载体构建中能够选用的植物内源根特异性启动子依然较少，因此，发展更多的水稻等禾谷类作物的根特异性启动子对基础研究和生产应用都具有重要的意义。

发明内容

因此，针对上述问题，本发明针对水稻根中相关基因的表达，获得一个DNA片段，其具有根表达特异性，可以用于驱动在根中特异性表达的一些功能基因或结构基因。

本发明的还获得了获得含有上述DNA片段的表达盒和重组载体，并且本发明还利用该DNA片段获得了相应的转基因植物。其中，本文中所涉及的“植物”是指单子叶植物，例如水稻、小麦、玉米、大麦、高梁或燕麦，优选为水稻。

为了实现上述目的，一方面，本发明提供一种DNA片段，所述DNA片段包含：

1)序列表中SEQIDNO：1所示的DNA序列；或者

2)在严格条件下与1)中所述的DNA序列杂交且具有启动子功能的DNA分子；或者