[發明專利]一種牡丹PsRD22基因及其應用

有效

• 申請號: 201610182337.8
• 申請日: 2016-03-28
• 公開（公告）號: CN105779469B
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: 高燕;蔣昌華;宋垚;葉康;秦俊;奉樹成
• 申請（專利權）人: 上海植物園
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/72;C12Q1/6895;C12N15/11
• 代理公司: 31287 上海容慧專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 于曉菁<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明公開了一種在花芽低溫休眠解除過程中持續高表達的基因PsRD22及其編碼的蛋白，且進一步設計了該基因的表達分子標記GYRD，首次實現了通過表達分子標記來輔助低溫催化牡丹技術；同時通過實驗證明了該基因所編碼的蛋白能夠顯著提高植物對干旱脅迫的耐性，為牡丹抗逆育種提供了優秀的候選基因。

技術領域

本發明屬于植物分子生物學、植物基因工程和生物技術領域，涉及一種植物休眠解除響應和抗逆的基因，尤其涉及一種牡丹PsRD22基因及其應用。

背景技術

牡丹(Paeonia suffruticosa Andr.)是中國特有的傳統名花，也是世界著名花卉，葉形秀麗，花大色艷，有“花中之王”之美譽。牡丹屬芍藥科芍藥屬多年生落葉亞灌木，共有8個原種，分為革質花盤亞組和肉質花盤亞組，均原產于中國。中國既是世界牡丹野生種的原產地和分布中心，也是世界牡丹園藝品種的栽培中心(王蓮英，袁濤，《中國牡丹與芍藥》，北京金盾出版社，1999)。

牡丹產業的發展需要科學理論和技術的支撐和指導。牡丹催花是牡丹產業化的關鍵技術之一，并且日趨完善。牡丹催花技術是通過人為創造條件使牡丹在自然非開花時節開花的技術。自唐朝開始，就有人嘗試牡丹的低溫催花。經過1000多年的不斷總結與發展，人們已經總結出一套傳統的牡丹低溫催花技術。但是由于對牡丹花芽內休眠解除機理的認識不足，往往不能徹底打破花芽內休眠，致使花蕾發育不良，造成開花不正常、有花無葉、花小葉小、花期短甚至催花失敗(趙海軍，張萬堂，鄭國生等.牡丹深休眠特性和解除方法.山東林業科技，2000，5：44-46)。對牡丹休眠解除過程中關鍵基因的分析可以從本質上了解牡丹的休眠解除機理，為推進牡丹催花產業奠定基礎。

干旱應答蛋白RD22(Dehydration-responsive protein)是一種被廣泛用于檢測植物對逆境脅迫響應的標記。最近，RD22被發現在植物休眠過程中也起重要作用。RD22基因是由Yamaguchi-Shinozaki等利用差異顯示技術首先從干旱處理的擬南芥中克隆出的9個脫水誘導蛋白基因，命名為RD基因。RD基因家族有很多成員，從干旱、低溫、鹽脅迫處理的擬南芥中就發現大量的RD基因。

使用ABA誘導可檢測RD22基因的mRNA，表明RD22基因mRNA的轉錄可由內源ABA誘導。Northern blotting分析結果表明，RD22基因的表達受鹽和水分脅迫誘導，而與冷和熱脅迫無關(Kazako YS,Masahiro K,Satomi U,et al.Molecular cloning andcharacterization of 9cDNAs for genes that are responsive to desiccation inArabidopsis thaliana:sequence analysis of one cDNA clone that encodes aputative transmembrane channel protein[J].Plant Cell Physiol,1992,33(3):217-224)。RD22蛋白是包含BURP結構域蛋白家族成員。BURP結構域是由Hattori等界定的氨基酸序列基序。BURP蛋白家族的命名來源于4個具有代表性的成員BNM2、USPs、RD22、PG1蛋白的首字母。目前，發現該結構域僅存在于植物蛋白中，含BURP結構域的蛋白質的氨基酸序列有4個共同特征：N端有一個約20個氨基酸的疏水區，多為信號肽；短保守片段或其他短片段；對于某些BURP-domain類蛋白，還有各自不同的重復序列；C-末端為BuRP結構域。

牡丹的遺傳背景比較薄弱，對RD22的深入了解可以豐富該物種的生物信息學資源，拓展牡丹分子生物學研究領域，對研究牡丹在特殊生境中的遺傳機制有廣泛的應用前景。

發明內容

本發明的目的在于提供一種牡丹花芽低溫休眠解除響應和抗逆基因PsRD22及其編碼的蛋白。