[發(fā)明專利]果梅PmARF基因及其應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510219345.0
• 申請(qǐng)日: 2015-04-30
• 公開（公告）號(hào): CN104805094A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高志紅;宋娟;倪照君;侍婷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N15/29
• 分類號(hào): C12N15/29;C12N15/84;C12N1/21;A01H5/00
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于基因工程領(lǐng)域，涉及果梅PmARF基因及其應(yīng)用，具體涉及包括該基因的重組載體和工程，以及在植物花器官形態(tài)培育和改良中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

植物的花器官發(fā)育是植物發(fā)育過程中最引人注目的事件，花芽的形成意味生殖生長(zhǎng)的開始。而花器官發(fā)育不良也嚴(yán)重影響植物的產(chǎn)量，因此對(duì)植物花發(fā)育進(jìn)行研究對(duì)生產(chǎn)具有重要而深遠(yuǎn)的意義。生長(zhǎng)素響應(yīng)因子(Auxin?response?factor，ARF)是Ulmasov等(UImasov?et?al.1999)發(fā)現(xiàn)的能與生長(zhǎng)素早期反應(yīng)基因啟動(dòng)子中的生長(zhǎng)素應(yīng)答元件(AuxRE)TGTCTC序列特異性結(jié)合，調(diào)節(jié)生長(zhǎng)素反應(yīng)基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄激活或抑制的一類新的轉(zhuǎn)錄因子。有關(guān)ARF生物學(xué)功能的主要資料最早來自擬南芥ARF基因功能缺失突變體表型的研究：缺失ARF5使得葉維管大大減少，并影響了胚軸的形成，暗示該基因在維管組織的形成和發(fā)育中起作用(Hardtke?et?al?1998)；缺失ARF3會(huì)導(dǎo)致蕊基部及頂端發(fā)育不良，其最明顯的表型為雌蕊的背腹結(jié)構(gòu)混亂，說明ARF3可能與調(diào)節(jié)花器官的發(fā)育有關(guān)(Session?RA.1997)；擬南芥共生同源生長(zhǎng)素反應(yīng)因子arf6和arf8單個(gè)突變體都表現(xiàn)出花成熟期推遲和生育率降低的現(xiàn)象，但arf6arf8雙突變會(huì)導(dǎo)致植株在幼苗發(fā)育之前就阻止花的發(fā)育并且種子完全不育(Nagpal?et?al.2005)，arf6和arf8雙突變體還能造成花芽敗育、花瓣短、雄蕊細(xì)絲短、花藥不張裂，導(dǎo)致不釋放花粉和雌蕊不成熟。這些研究都表明ARF對(duì)植物的花器官，尤其是雌蕊發(fā)育起著至關(guān)重要的作用。但這些研究主要在模式植物開展，而木本植物雌蕊形成與發(fā)育的分子基礎(chǔ)研究報(bào)道較少，更沒有系統(tǒng)地研究這些基因在木本植物雌蕊形成和發(fā)育中的分子機(jī)理。

梅(Prunus?mume?Sieb.et?Zucc.)屬薔薇科(Rosaceae)李屬Prunus?L.)，原產(chǎn)我國(guó)，栽培歷史悠久。在廣東和云南等地民間都有用梅做菜的傳統(tǒng)。在日本是作為佐餐的必需品，梅酒和飲料也很暢銷，因此每年梅果實(shí)的需求量很大，需要從我國(guó)大陸和臺(tái)灣地區(qū)等地進(jìn)口，梅果實(shí)也是我國(guó)梅產(chǎn)區(qū)重要的出口創(chuàng)匯果品之一。?但果梅產(chǎn)量偏低，嚴(yán)重制約了果梅進(jìn)一步發(fā)展。造成產(chǎn)量低的重要原因之一是花器官發(fā)育不良。主要表現(xiàn)為花器中缺少雌蕊形成空心花或子房枯萎、花柱短縮或彎曲、子房瘦小，這樣的畸形花統(tǒng)稱為不完全花(也稱為雌蕊敗育花)。梅雌蕊原基分化期的雌蕊畸形率大大低于花期雌蕊畸形率，說明梅的不完全花可能主要是在雌蕊結(jié)構(gòu)分化期由于雌蕊發(fā)育異常而形成。果梅雌蕊敗育的現(xiàn)象并不是整株花器官變異，而是同一植株上同時(shí)存在雌蕊發(fā)育正常和雌蕊沒有或發(fā)育不完全的敗育花，因此DNA遺傳背景相同，但表型不同，可能的調(diào)控機(jī)理和相關(guān)的基因和擬南芥等模式植物也不盡相同。但上述研究為分離和鑒定果梅雌蕊敗育的相關(guān)基因提供參考依據(jù)。

總體來看，中國(guó)果樹轉(zhuǎn)基因研究已經(jīng)進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)行列，在抗病、抗蟲、抗逆性等轉(zhuǎn)基因研究領(lǐng)域已經(jīng)取得了重要進(jìn)展，為提高果樹育種效率，縮短果樹育種周期，加快果樹產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和結(jié)構(gòu)調(diào)整提供了新的途徑。但是對(duì)于中國(guó)未來轉(zhuǎn)基因果樹研究影響最大的是中國(guó)克隆的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的功能基因較少，往往是一個(gè)基因在十幾個(gè)物種中開展遺傳轉(zhuǎn)化；此外遺傳轉(zhuǎn)化效率較低，也在一定程度上制約了中國(guó)轉(zhuǎn)基因果樹研究取得更大進(jìn)展。因此，當(dāng)前的研究重點(diǎn)應(yīng)放在利用中國(guó)豐富的果樹種質(zhì)資源克隆果樹自身重要功能基因，提高基因轉(zhuǎn)化效率以及開發(fā)轉(zhuǎn)基因新技術(shù)上。‘大嵌蒂’是中國(guó)果梅特有的種質(zhì)資源，由于其不完全花比例高達(dá)76％，嚴(yán)重影響果梅的產(chǎn)量，從而為我們研究花器官發(fā)育尤其是雌蕊發(fā)育提供了良好的種質(zhì)資源。從‘大嵌蒂’上克隆相關(guān)基因?qū)霟煵葜校M(jìn)而特異性研究其對(duì)花芽發(fā)育過程，乃至花器官形態(tài)建成的影響因素，尤其是為研究雌蕊發(fā)育提供良好契機(jī)。更為開發(fā)具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的果樹抗逆性基因鑒定堅(jiān)實(shí)了的基礎(chǔ)。。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一個(gè)果梅基因PmARF及其應(yīng)用。?

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)

1.本發(fā)明提供一種果梅PmARF基因，該基因序列如SEQ?ID?NO.1，該基因不僅參與花器官的形態(tài)建成，還參與調(diào)控植物、植物葉片的衰老速度，是一個(gè)多效型轉(zhuǎn)錄因子。

2.本發(fā)明還提供一種包括上述1提供的果梅PmARF基因的表達(dá)載體。

3.上述2所述表達(dá)載體，其原始載體為PBI-121載體，在xbaI和SmaI酶切位點(diǎn)引入果梅PmARF基因的cDNA。

4.本發(fā)明還提供一種含有上述2或3提供的表達(dá)載體的工程菌。