[發明專利]MtSKL1蛋白及其編碼基因在控制植物性狀中的應用

有效

• 申請號: 201210457468.4
• 申請日: 2012-11-14
• 公開（公告）號: CN102942622A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 張文浩;趙敏桂;劉文景
• 申請（專利權）人: 中國科學院植物研究所
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;A01H5/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

技術領域

本發明涉及生物技術領域，尤其涉及一種MtSKL1蛋白及其編碼基因在控制植物性狀中的應用。

背景技術

豆科作為重要的作物和牧草資源,為人類和動物提供了大量的蛋白質。但是大多數豆科栽培植物的基因組大并且結構復雜,缺乏有效的遺傳轉化體系,難以進行基因水平的分析。與苜蓿等豆科植物遺傳關系較近的一年生蒺藜苜蓿,具有二倍純合體、基因組小、生長周期短、易于人工繁殖和基因轉化等優點，使其成為豆科分子生物學研究的模式植物（陳愛民等，2006；魏臻武和蓋鈞鎰，2008；Young?and?Udvardi,2009）。鑒于豆科植物的重要性和生物固氮研究的需要,法國等歐盟國家和美國先后以蒺藜苜蓿(Medicago?truncatula)為材料設立了國際豆科模式植物基因組研究計劃,使蒺藜苜蓿成為繼擬南芥和水稻之后第三個完成基因測序的植物。目前，全球范圍內，特別是歐美發達國家正在對蒺藜苜蓿開展非常廣泛和深入的研究（Pennycooke?et?al.,2008；Young?and?Udvardi,2009;Zhou?et?al.,2011），但我們國家在這方面的研究僅僅處于起步階段（劉偉等，2010a，b；謝亞均等，2010），與該領域的國際先進水平相差甚遠。

干旱、鹽和低溫等是影響植物生長的主要環境脅迫因子。對苜蓿非生物脅迫抗性分子機理的研究，必定有利于苜蓿抗性基因資源的挖掘和利用。但是，近年來利用蒺藜苜蓿的研究主要局限于生物固氮分子機理的研究（Young?and?Udvardi,2009;Zhou?et?al.,2011），而對于苜蓿非生物脅迫抗性分子機理的研究卻非常有限（Pennycooke?et?al.，2008）。利用蒺藜苜蓿遺傳信息對苜蓿抗性機理的研究取得了一些進展（Wang?et?al.,2011;Zhang?et?al.,2011;Chen?et?al.,2012a,b;王天佐等，2012）。

為了研究苜蓿的抗性分子機理，可采用多種方式尋找苜蓿抗性關鍵基因。其中對已知其它功能的苜蓿基因進行抗性功能研究就是其中一種篩選方式。研究發現MtSKL1基因參與調節根瘤菌共生作用，MtSKL1基因突變體sk1根部極易大量共生根瘤菌(Penmetsa?and?Cook,1997)。研究還發現MtSKL1基因是擬南芥乙烯信號傳導組分EIN2的同源基因(Penmetsa?and?Cook,1997)。EIN2基因在擬南芥乙烯信號傳導中發揮非常重要的作用，它可能通過磷酸化與去磷酸化作用與乙烯受體直接作用，傳導乙烯信號并調節乙烯響應下游基因的表達，產生乙烯響應的生理作用(Bisson?and?Groth,2010;2011)。

發明內容

本發明的目的是提供MtSKL1蛋白及其編碼基因在控制植物性狀中的應用。

本發明提供了MtSKL1蛋白或其編碼基因在調控植物性狀中的應用；所述調控植物性狀為如下1）-4）中的至少一種：

1）降低或提高植物耐逆性；

2）降低或提高植物中脯氨酸含量；

3）降低或提高植物中可溶性糖含量；

4）降低或提高植物抗氧化能力；

所述MtSKL1蛋白的氨基酸序列為序列表中的序列2。

上述應用中，所述MtSKL1蛋白編碼基因的核苷酸序列為序列表中的序列1。

上述應用中，所述耐逆為耐低溫。

上述應用中，所述降低植物抗氧化能力通過提高植物過氧化氫含量和/或提高植物丙二醛含量體現。

上述提高植物抗氧化能力通過降低植物過氧化氫含量和/或降低植物丙二醛含量體現。

上述應用中，所述植物為雙子葉植物；在本發明的實施例中所述雙子葉植物具體為苜蓿。

沉默MtSKL1蛋白編碼基因的表達的方法在如下1）-4）中的至少一種中的應用也是本發明保護的范圍：1）提高植物耐逆性；2）提高植物中脯氨酸含量；3）提高植物中可溶性糖含量；4）提高植物抗氧化能力；所述MtSKL1蛋白的氨基酸序列為序列表中的序列2。

沉默MtSKL1蛋白編碼基因的表達的方法為現有技術，可采用文獻Penmetsa?RV，Cook?DR.A?legume?ethylene-insensitive?mutant?hyper-infected?by?its?rhizobial?symbiont.Science,1997,275:527-530中記載的方法。