[发明专利]植物雌蕊特异启动子及其应用

说明书

本发明公开了植物雌蕊特异启动子及其应用。本发明提供了一种CSP1启动子：为如下1)‑3)中任一所述的DNA分子：1)序列表中序列1所示的DNA分子；2)在严格条件下与1)所述DNA分子杂交且具有启动子功能的DNA分子；3)与1)中所述DNA分子具有90％以上同源性，且具有启动子功能的DNA分子。通过实验证明：CSP1可以有效启动外源基因的表达，对于培育转基因植物具有重大的应用价值。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及植物雌蕊特异启动子及其应用，特别涉及水稻雌蕊特异表达的启动子及其应用。

背景技术

我国是一个农业大国，粮食安全影响着我国的经济、社会和政治的稳定。从中长期看，由于人口增加，耕地减少，城市化加快，人民生活水平提高，我国粮食需求将呈刚性增长，粮食供求关系将是偏紧的。因此提高作物产量和质量，是保障我国农业可持续发展的重要条件。作物种子大小和重量是重要的产量性状，寻找与作物种子大小和重量相关的基因对高产育种具有重要的理论意义和应用价值。高等植物种子的发育要经过双受精过程，产生胚胎和胚乳。在大部分单子叶植物中，胚乳是种子的主要成分，而在多数双子叶植物中，胚乳被吸收和利用，并被胚胎取代。因此，在单子叶植物中如水稻，小麦和玉米中，胚乳的生长影响了种子的大小。在双子叶植物如拟南芥，油菜和大豆中，子叶的细胞数目与最终种子的大小相关。胚乳细胞繁殖也影响着种子重量和胚胎大小，表明胚乳和胚胎的协同生长决定了最终种子的大小。

我国在水稻研究中，已建成包括水稻大型突变体库、全长cDNA文库、全基因组表达谱芯片等大型功能基因组研究平台。以水稻功能基因组研究平台为依托，分离克隆了一些水稻种子大小和重量调控的关键基因，如控制水稻粒长和重量的GS3和GL3基因(QTL)，粒宽和粒重的GW2、GW5和GW8基因(QTL)等。因此，我国水稻种子大小和重量基因克隆研究具有国际先进水平。尽管我国在水稻产量(粒重等)基因克隆研究方面取得了长足发展，但是已克隆的种子大小和重量的调控基因大多已在我国水稻育种中得到了广泛应用。因此，为了进一步提高我国水稻产量，需要发掘新的水稻种子大小和重量等高产性状调控的关键基因，在现有品种的基础上，通过转基因技术进行遗传改良，提高水稻产量。

基因表达的器官/组织/细胞特异启动子或调控元件(因为很多特异性调控元件并不在编码区上游，而在内含子中)的研究是分子生物学发展到1980年代时的一个研究热点。在植物中，欧洲科学家曾热衷于研究在根的各种组织中特异性表达启动子。随着对基因表达调控机制了解的不断深入和基因序列解析手段的发展，目前有关基因表达调控元件的分析也有了更加有效的方法。但由于分子生物学的发展的热点在启动子之后迅速转移到转录因子、染色质修饰、小RNA、大规模测序等新的热点，而植物分子生物学的研究在1990年代之后也将重点转移到突变体的筛选和相关基因分离上，有关器官/组织/细胞特异启动子或调控元件的研究在近年并没有成为大家关注的焦点。虽然这种局面的形成有其合理性，因为没有有功能的基因，也无从了解其表达的调控元件。随着模式植物和重要作物基因组测序的完成，特别是人类ENCODE计划的完成，基因表达的时空特异性精细调控必将成为人们关注的下一个焦点。而且从应用的角度出发，要利用生物技术改变基因表达，实现特定的产业化需求，必然要通过调控元件来控制基因表达的时空特异性。因此器官/组织/细胞特异性基因表达的调控元件的分离克隆和应用，必然成为分子生物学和生物技术研究的下一个无法回避的技术挑战。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种DNA片段。

本发明提供的DNA片段为如下1)-3)中任一所述的DNA分子：

1)序列表中序列1所示的DNA分子；

2)在严格条件下与1)所述DNA分子杂交且具有启动子功能的DNA分子；

3)与1)中所述DNA分子具有90％以上同源性，且具有启动子功能的DNA分子。