[發明專利]短日照敏感型細胞死亡SSD1基因及其編碼蛋白與應用

無效

• 申請號: 201210294367.X
• 申請日: 2012-08-17
• 公開（公告）號: CN102911946A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 任春梅;彭文;韓成云;謝道昕;朱旗;彭志紅;陳峰
• 申請（專利權）人: 湖南農業大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;A01H5/00
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 何為;袁穎華

技術領域

本發明涉及植物基因工程領域，具體為一種短日照敏感型細胞死亡SSD1基因及其編碼蛋白與應用。

背景技術

細胞死亡是生物體的一種常見的生命現象。細胞因受到嚴重損傷而累及胞核時，呈現代謝停止、結構破壞和功能喪失等不可逆性變化，此即細胞死亡。一般來講，細胞死亡可分為兩種類型：生理性死亡(physiological?cell?death)和非生理性死亡(nonphysiological?cell?death)。生理性死亡是由細胞內的死亡程序所控制的細胞死亡，生物在其生長發育及形態建成過程中，利用生理性死亡控制細胞的數目，或作為一種防御機制清除被感染、被誘變或被損傷的細胞。非生理性死亡是生物在生長發育過程中由于意外的外界因素如激光照射、有毒物質傷害或營養缺乏等，或者由于生物體內的缺陷如產生ATP的酶突變，或者突變后的基因產物對細胞具有毒害作用等原因引起的細胞死亡(Vaux?and?Korsmeyer,1999)。因此，導致生物體細胞死亡的機制非常復雜。

目前關于植物細胞死亡的遺傳調控機制有了一定的進展，近年來的研究發現光周期也會調控植物的細胞死亡。在擬南芥中，Dietrich等篩選了一系列受光照調控的細胞死亡突變體，其中lsd1和lsd3的細胞死亡在短日照條件下受到抑制，而lsd2和lsd5的細胞死亡在長日照條件下受到抑制(Dietrich?et?al.,1994)；Ishikawa等分離出的三個細胞死亡突變體，其中len1和len3只在短日照條件下導致細胞死亡(Ishikawa?et?al.,2003;Ishikawa?et?al.,2006)，而lin2在所有的生長條件下都會發生細胞死亡，但在長日照條件下較嚴重(Ishikawa?et?al.,2001)；突變體atips1是肌醇合成的關鍵酶基因發生突變，同時其細胞死亡依賴于光照長度(Meng?et?al.,2009)；flu1突變體在由黑暗轉為光照培養時，也會迅速表現出白化和壞死(Meskauskiene?et?al.,2001)。

發明內容

針對以上的背景技術，本發明提供一種短日照敏感型細胞死亡SSD1基因及其編碼蛋白與應用，所述SSD1基因具有如SEQ?ID?NO：1所示的序列。

其中，所述SSD1基因編碼序列如SEQ?ID?NO：3所示，其編碼的氨基酸序列如SEQ?ID?NO：5所示。

其中，所述SSD1基因的應用，是SSD1基因在光周期調控植物細胞死亡中的應用。

其中，所述SSD1基因的應用，是SSD1基因在轉基因植物中的應用。

其中，所述SSD1基因的應用，是該基因的功能喪失在光周期調控植物細胞死亡中的應用。

其中，所述SSD1基因的應用，是植物中其同源基因的研究在光周期調控植物細胞死亡中的應用。

本發明是以模式植物擬南芥為試驗材料，通過篩選EMS誘變的突變體庫，在短日照條件下篩選得到一個細胞死亡突變體，命名為短日照敏感型細胞死亡突變體(short-day?sensitive?cell?death?mutant?1,ssd1）。

采用圖位克隆法分離SSD1基因，并發現了該基因突變位點。實驗結果表明，SSD1基因的突變在短日照條件下導致了細胞的死亡，SSD1基因是擬南芥在短日照條件下生長所必需的，且在植物中具有廣泛的同源性。進一步，本發明通過試驗表明，SSD1基因具有在短日照條件下調控植物細胞死亡的功能，該基因生物學功能的發現以及同源基因的相關研究有助于深化光周期調控植物細胞死亡的研究，對探討植物細胞死亡的分子機理具有重要的科學意義，同時對短日照地區作物品種改良具有重要的應用價值。

附圖說明

圖1是短日照條件下ssd1突變體和野生型（Col-0）的表型圖（Bar=5cm）。

圖2是短日照條件下ssd1突變體的白化死亡的莖桿、葉片及果莢圖（Bar=1cm）。

其中：左圖為莖桿；右上圖為葉片；右下圖為果莢。

圖3是ssd1突變體在MS培養基（含1%蔗糖）上的種子萌發及幼苗的白化死亡表型圖。

其中：LD表示長日照；SD表示短日照；d為天數；

四副小圖皆為野生型（Col-0）與ssd1突變體的對照圖，左側為野生型，右側為ssd1突變體。

圖4是轉基因植株的互補驗證圖。