[发明专利]一种水稻根特异表达基因OsHyPRP06/R3L1的启动子及其应用

说明书

本发明涉及植物基因工程，尤其是涉及一种水稻根特异表达基因OsHyPRP06/R3L1的启动子及其应用。一种水稻根特异表达基因OsHyPRP06/R3L1的启动子，其为SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列。所述的水稻根特异表达基因OsHyPRP06/R3L1的启动子，用于启动下游编码基因在水稻根中的特异表达，进行水稻根特异表达的植物转化。利用该启动子构建转基因水稻，通过在启动子下游连接特定的基因，使之特异增强表达于根中，进行高效的根特异表达的植物转化，从而促进根系发育，利于水稻增产增收，这种仅对于根系的靶向性遗传改良具有很大的应用价值。

技术领域

本发明涉及植物基因工程，尤其是涉及一种克隆水稻OsHyPRP06/R3L1基因编码区上游的启动子序列，以及该启动子的用途。

背景技术

根系是植物进行水分和营养吸收的重要器官，且水稻根系的发育与形态建成对水稻高产稳产至关重要(Shigenoriet al.,1986)。植物根系功能复杂，如根系具有分泌功能，分泌的有机酸、酶类、生物碱等物质对土壤中矿物质、肥料的有效性产生深远影响，并且还会影响根系中微生物的种类和数目等(常学秀等，2000)。根系也合成某些生理活性物质，如细胞分裂素CTK和赤霉素ABA，起到调节地上部发育的目的(潘晓华等，2012)。基因工程在实现重要作物遗传性状的改良中，较传统育种具有较大优势，该技术自诞生以来一直被广泛的应用于植物研究领域。随着分子生物学的发展，用于作物性状改良的基因数量在逐渐增加，但是利用基因工程技术改良作物除了需要优良基因之外，还需要靶向目标基因在最佳状态下发挥功能的启动子。但是，可供选择的启动子数量非常有限。

启动子是一类与启动基因表达相关的顺式作用元件，通过与特定的转录因子结合，控制基因转录的起始与表达(Li et al.,2012)。根据基因的表达方式，可以将植物基因的启动子分为组成型启动子、组织特异型启动子和诱导型启动子。其中组成型启动子的基因表达不具有组织和时间特异性。例如，烟草花叶病毒CaMV 35S启动子，是最早被发现的组成型启动子，并且已成为植物表达载体构建中最常用的启动子之一；玉米中的组成型启动子ZmUbi1，被广泛使用(Kumar,et al.,2015)。组成型启动子缺点十分明显，即调控外源基因在植物体内大量表达，能够产生大量异源蛋白质或代谢产物，这些物质在植物体内积累，打破了植物原有的代谢平衡，会对植物的正常生长发育带来不利影响(蒋淑丽等，2012)。与组成型启动子相比，组织特异性启动子调控的基因只在特定的组织器进行表达，可以避免外源基因的不必要表达，从而节约植物体的整体能量消耗。因此，采用不同的组织特异性启动子可实现外源基因在植物体内不同器官、组织的表达，以达到精确表达的目的。

目前鉴定得到的组织特异性启动子的主要集中在植物的地上部分。例如对马铃薯块茎特异性高效启动子Ppatatin(杨加伟等，2014)；油菜茎特异启动子pSH4(胡尚杰，2010)；百合中LGC1基因的启动子，该启动子驱动的基因只在雄配子细胞中表达(Singhetal.,2003)。目前，根特异启动子的研究及应用没有地上部组织广泛和深入(Potenzaetal.,2004)，利用根特异启动子研究植物根的发育和形态建成对作物遗传改良具有着重要意义。如烟草根特异基因TobRB7在根系基因工程的研究中，具有重要作用(Yamamotoetal.,1991)。根特异启动子可用于构建根特异性表达的转基因植物，启动下游基因特异性地高效表达于根部而不启动该下游基因在其它部位的表达。

综上所述，鉴定和发展更多能应用到水稻等粮食作物的根特异性启动子对基础研究和生产应用具有着重要意义。

发明内容

本发明的目的是，提供一种控制水稻根特异表达的基因OsHyPRP06/R3L1的启动子。

本发明同时提供了上述OsHyPRP06/R3L1启动子的用途；利用该启动子进行高效的根特异表达的植物转化。用于构建根特异性表达的转基因植物。

发明采用的技术方案：