[發(fā)明專利]調(diào)節(jié)植物對生長素敏感性的基因及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610117723.5
• 申請日: 2006-10-30
• 公開（公告）號: CN101173257A
• 公開（公告）日: 2008-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛紅衛(wèi);李剛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院
• 主分類號: C12N9/16
• 分類號: C12N9/16;C12N15/82;C12N15/55;C12N15/29;A01H4/00
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 徐迅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于植物基因工程領(lǐng)域，涉及到植物中一種磷脂水解酶的應(yīng)用，具體是關(guān)于PLDzeta2在調(diào)控植物對植物激素生長素響應(yīng)以及植物對低磷脅迫響應(yīng)中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

磷脂是機(jī)體內(nèi)廣泛存在的一類由磷酸組成的脂類，主要包括甘油磷脂和鞘磷脂，通常所說的磷脂主要指甘油磷脂，其種類多、體內(nèi)周轉(zhuǎn)快，是同時(shí)具親水性和疏水性的一類兼性分子，不僅是組成細(xì)胞膜的基本成分，而且還可以作為信號物質(zhì)響應(yīng)外界的環(huán)境刺激。植物中常見的磷脂分子有磷脂酰肌醇、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰絲氨酸、磷脂酰膽固醇、磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸等，這些磷脂不僅是植物細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)的重要組分，同時(shí)在植物細(xì)胞的信號傳導(dǎo)中的也具有重要的作用。

磷脂酶D(PLD)是普遍存在于細(xì)菌、真菌、植物及動物中的一類磷脂水解酶，可以水解磷脂分子內(nèi)特定的酯鍵從而生成磷脂酸(PA)和自由的頭部基團(tuán)分子。在植物中，PLD及其產(chǎn)物PA參與了逆境脅迫、囊泡運(yùn)輸、細(xì)胞骨架蛋白重組等多個(gè)重要的細(xì)胞過程。擬南芥中的基因組中存在12個(gè)PLD的編碼基因，不同的PLD基因在植物種子萌發(fā)、幼苗生長、主根的伸長和根毛的形態(tài)建成、花粉管萌發(fā)和頂端生長、葉片的衰老與果實(shí)成熟，以及植物對植物激素脫落酸(Abscisic?Acid，ABA)、干旱、失水、低溫、低磷等多個(gè)逆境脅迫響應(yīng)過程中起到重要的調(diào)節(jié)作用。

在以往的研究中，本發(fā)明人采用PCR篩庫的方法通過篩選擬南芥下胚軸cDNA噬菌體文庫，克隆得到了一個(gè)PLD的編碼基因的cDNA序列，測序證明該序列為PLDzeta2的cDNA序列，編碼的產(chǎn)物為PLDzeta2蛋白。該cDNA序列已遞交到EMBL基因庫，登錄號為AM182458。

然而，本領(lǐng)域目前對于PLDzeta2基因的功能仍然知之甚少，因此需要進(jìn)一步對PLDzeta2基因的功能加以研究，以期將之應(yīng)用于植物的培育中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種磷脂酶D?zeta2(PLDzeta2)及其用途。

在本發(fā)明的第一方面，提供磷脂酶D?zeta2蛋白的用途，用于調(diào)節(jié)植物對生長素的敏感性，或調(diào)節(jié)植物對低磷脅迫的響應(yīng)。

在本發(fā)明的另一優(yōu)選例中，所述的磷脂酶D?zeta2蛋白可用于提高植物對生長素的敏感性；或者，所述的磷脂酶D?zeta2蛋白可用于促進(jìn)植物對低磷脅迫的響應(yīng)。

在本發(fā)明的另一優(yōu)選例中，所述的植物選自下組：十字花科蕓苔屬植物，或禾本科植物，或茄科植物等。

在本發(fā)明的另一優(yōu)選例中，所述的十字花科蕓苔屬植物包括(但不限于)：

擬南芥、油菜、白菜；

所述的禾本科植物包括(但不限于)：水稻、小麥；或者

所述的茄科植物包括(但不限于)：馬鈴薯、西紅柿。

在本發(fā)明的另一優(yōu)選例中，所述的磷脂酶D?zeta2蛋白具有SEQ?ID?NO：2所示的氨基酸序列。或者，是具有與SEQ?ID?NO：2所示的氨基酸序列較高同源性的氨基酸序列(如同源性＞60％；優(yōu)選的，同源性＞80％；更優(yōu)選的，同源性＞90％或更高)。

在本發(fā)明的第二方面，提供一種提高植物對生長素的敏感性的方法，所述的方法包括：

在生長素濃度≥10nM時(shí)(優(yōu)選的，為10-1000000nM，更優(yōu)選的，為10-10000nM；最優(yōu)選的10-1000nM)，提高植物中磷脂酶D?zeta2蛋白的表達(dá)，從而提高植物對生長素的敏感性；或

在生長素濃度≤1nM時(shí)(優(yōu)選的，為0.00001-1nM，更優(yōu)選的，為0.0001-1nM)，降低植物中磷脂酶D?zeta2蛋白的表達(dá)，從而提高植物對生長素的敏感性。

在本發(fā)明的第三方面，提供一種制備在生長素濃度≥10nM時(shí)對生長素敏感性高的植物(如轉(zhuǎn)基因植物)的方法，所述的方法包括：

(1)將磷脂酶D?zeta2蛋白的編碼基因轉(zhuǎn)入植物細(xì)胞、組織或器官，獲得轉(zhuǎn)化入磷脂酶D?zeta2蛋白的編碼基因的植物細(xì)胞、組織、器官；和

(2)將步驟(1)獲得的轉(zhuǎn)入了磷脂酶D?zeta2蛋白的編碼基因的植物細(xì)胞、組織或器官再生并選出轉(zhuǎn)基因植株。

在本發(fā)明的另一優(yōu)選例中，所述的方法包括步驟：

(s1)提供攜帶表達(dá)載體的農(nóng)桿菌，所述的表達(dá)載體含有磷脂酶D?zeta2蛋白的編碼基因；

(s2)將植物細(xì)胞、組織或器官與步驟(s1)中的農(nóng)桿菌接觸，從而使磷脂酶Dzeta2蛋白的編碼基因轉(zhuǎn)入植物細(xì)胞，并且整合到植物細(xì)胞的染色體上；

(s3)選擇出轉(zhuǎn)入了磷脂酶D?zeta2蛋白的編碼基因的植物細(xì)胞、組織、器官；以及