[发明专利]水稻根特异表达启动子POsRO4及相应水稻培育方法

说明书

本发明提供了水稻根特异表达启动子POsRO4及相应水稻培育方法。本发明还提供了含有该启动子的表达盒和植物表达载体。本发明提供的启动子可以启动外源基因在植物中表达，特别能够驱动外源基因在水稻根部表达，而在植物的其它组织中不表达，增加转基因的效果，避免不必要部位表达带来的物质能量浪费，有效改良水稻的特性。本发明可以用于提高和改善水稻的生长特性，特别是改善水稻的根部性状，从而培育出理想的水稻品种。

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，本发明涉及一种水稻根特异表达启动子POsRO4的克隆及利用其进行转基因水稻培育的方法。

背景技术

高等生物的生长发育是不同基因在时间和空间上有序表达和协同作用的过程。启动子作为一个重要的调控元件，通过和众多转录因子的结合进而决定了基因的表达模式与表达强度。

通过分子生物学以及基因工程的手段去研究和改良作物在农业生产中具有很好的应用前景。在近年的时间里，植物基因工程的研究取得了突飞猛进的进展，已经成为作物遗传改良和基因功能研究中的一项重要方法和手段。但是在其广泛运用的过程中也逐渐暴露了一些问题。其中之一就是现阶段研究中经常用组成型表达启动子来驱动目的基因表达。尽管组成型启动子能高效、非特异性的启动外源基因表达，但这种外源基因的组成型表达往往会造成大量异源蛋白的积累，从而打破植物原有的代谢平衡，妨碍植物的正常生长。例如生长迟缓、生长期长、甚至不育和死亡。因此，需要寻找更为有效的特异启动子来调节外源基因的表达。组织特异性启动子使基因的表达往往只限于某些特定的器官或组织部位，不仅能使目的基因的表达产物在该器官或组织积累，增加区域表达量，同时可避免植物体内不必要的营养浪费，减少对植物生长的副作用，因此具有一定的应用价值。

水稻作为人类最重要的粮食作物之一，其产量的高低对人类生活，经济具有重要的影响，而病虫害及逆境常常造成水稻大量减产，因此利用基因工程技术改良水稻，使其获得抗病、抗虫能力以及对环境的耐受性是提高水稻产量的有效途径之一。要使外源基因有效、合理、稳定的表达,需要有相应的启动子来驱动。根是水稻吸收水分和营养物质的重要器官，根特异表达系统可用于研究植物的高渗胁迫耐受、植物修复和根际分泌等。目前在植物中，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，但在一个载体中重复使用同一个启动子易造成转基因沉默，由此可见，有必要去发展更多的水稻等禾谷科作物的根特异型启动子，这对基础性研究和遗传改良应用都具有重要的意义。

水稻发育的最重要的器官并非种子，而是根部，水稻的根毛部位是水稻根系发挥其作用的最重要的一个部位，现有的根特异启动子，往往是在整个水稻的根系发挥作用，而实际上，根毛部位和根主干部位所起到的作用还是具有很大差异的，因此，若是能够提供一种仅在水稻根毛部位表达，而在其他部位，不表达的启动子，则可以在减少植物代谢负担的情况下，而实现对植物的特异性调控。

但是目前现有的文献中，均未见到有根毛特异性表达启动子的报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种水稻根特异表达基因POsRO4的启动子，利用该启动子能驱动外源基因在水稻根组织中特异表达。

为了解决上述技术问题，本发明提供水稻根特异表达基因POsRO4的启动子，其特征在于，该启动子包含SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列。

优选地，所述启动子还包括1)在高严谨条件下可与SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列杂交、且具有启动子功能的核苷酸序列；或者

2)与1)限定的DNA序列与SEQ ID NO：1所示的DNA序列有至少80％的同源性，且具有启动子功能的核苷酸序列；或者

3)在SEQ ID NO：1中所示的核苷酸序列中取代、缺失或添加一个或插入多个核苷酸后所获得的具有启动子功能的核苷酸序列。

另一方面，本发明提供一组扩增所述核苷酸序列的全部或其任意片段的引物对。