[發明專利]花生光敏色素相互作用因子AhPIF3及其編碼基因與應用

在審

• 申請號: 201710128653.1
• 申請日: 2017-03-06
• 公開（公告）號: CN107056905A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 趙術珍;王興軍;張燁;高超;李愛芹;侯蕾;趙傳志;夏晗;李長生
• 申請（專利權）人: 山東省農業科學院生物技術研究中心
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/82;A01H5/00
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司37219
• 代理人: 朱家富

技術領域

本發明涉及花生光敏色素相互作用因子AhPIF3及其編碼基因與應用，屬于基因工程技術領域。

背景技術

作為我國最重要的油料作物和經濟作物之一，花生為人類提供了高品質的植物油和優質的蛋白資源。發展花生生產對于促進農民增收和增加出口創匯等方面也具有重要意義。盡管我國花生生產、出口、加工形勢良好，但也面臨著十分嚴峻的問題：流行病害發生加劇、黃曲霉毒素污染嚴重、油亞比偏低，另外，干旱、鹽堿等非生物脅迫也給花生生產造成了很大的危害。長期以來這些問題一直未能解決，已經成為了限制我國花生產業發展的瓶頸?；ㄉ剐?、品質等農藝性狀大多數是由復雜的數量性狀基因座(QTLs)控制等因素，使得傳統育種方法的應用受到了很大的限制。因此，通過現代生物技術手段，有針對性地掌握一批決定高產、穩產、優質和抗逆性的功能基因，通過轉基因技術在花生中高水平表達，提高花生的抗逆性和品質，是突破我國花生產業發展瓶頸的根本途徑。然而一直以來，花生功能基因組學的研究落后于水稻、玉米、小麥等糧食作物以及同為油料作物的大豆和油菜。特別是在重要農藝性狀基因的挖掘等研究方面發展緩慢，成為了阻礙花生現代分子育種的關鍵因素。

莢果是花生的收獲器官，莢果的正常發育是影響花生產量和質量的直接因素，鑒定和研究影響莢果發育過程的關鍵控制基因，闡明花生莢果發育和種子形成以及種子中物質積累的分子機理，是利用基因工程提高花生產量、改善花生品質的理論基礎?；ㄉ堑厣祥_花，地下結果的作物，如果人為阻止花生果針入土，花生果針在光照條件下不能膨大形成莢果?？梢姡庠诨ㄉv果發育中起著非常關鍵的作用。

光敏色素(phytochrome)是光信號受體，光敏色素蛋白功能的發揮主要通過誘導PIF家族轉錄因子的磷酸化和蛋白酶體的快速降解來改變PIF蛋白積累水平，進而調控下游基因表達，影響光形態的建成等一系列植物生長發育過程。由此可見，PIFs是光信號轉導過程的關鍵轉錄因子。在黑暗條件下，PIFs蛋白積累最高水平，同時植物處于最快生長狀態(Al-Sady et al.,2006；Shen et al.,2008)。PIF家族轉錄因子屬于bHLH大家族的第15個亞家族，其蛋白積累水平在黑暗條件下明顯升高，而光照時間的延長，其含量逐漸降低。PIF3是利用擬南芥phyB C-端作為誘餌，通過酵母雙雜交發現的第一個PIF家族成員(Ni et al.,1998)，PIF3能夠與phyA和phyB的Pfr相互作用。有研究發現，PIF3的mRNA積累是不受光調控的，但它的蛋白是受光調控的。這個蛋白在黑暗中比較穩定，在光照下很不穩定，在紅光條件下的半衰期大約只有10～15min(Park et al.,2004)。PIF3的功能主要是控制植物的形態表型以及參與光反應過程中的一些生化途徑。采用T-DNA插入技術分離到許多獨立突變株pif3，在連續紅光的情況下，這些突變株表現為相對短的下胚軸和相對伸展的子葉。因此推測在紅光下的光形態建成中PIF3主要起負調控的作用。由于pif3植株中的葉綠素和花青素的積累都發生缺陷，因此又有人認為PIF3基因在葉綠素的積累和光誘導的花青素積累中主要起正調控的作用(Monte et al.,2004)。

由于花生莢果發育的特殊性以及光在花生莢果發育中的關鍵作用，擬南芥PIF3對其生長發育的調控機理不能直接用于闡明花生PIF3對花生莢果發育的調控作用，因此，克隆花生PIF3基因并對其功能及在花生長發育中的作用進行研究，具有重要的理論意義和應用價值。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供花生光敏色素相互作用因子AhPIF3及其編碼基因與應用，為研究光調控花生莢果發育的信號途徑以及通過基因工程改良花生奠定了基礎。

一種花生光敏色素相互作用因子AhPIF3，氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。

花生光敏色素相互作用因子AhPIF3為花生中與光敏色素相互作用的轉錄調控因子。

花生光敏色素相互作用因子AhPIF3的編碼基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。

一種重組載體，插入了核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示的花生光敏色素相互作用因子AhPIF3的編碼基因。

上述重組載體可采用市售載體，經過常規手段，將目的基因SEQ ID NO.2導入載體，即可獲得含有SEQ ID NO.2所示核苷酸序列的載體。

一種重組細胞，含有上述編碼花生光敏色素相互作用因子AhPIF3的基因或者上述重組載體。

上述花生光敏色素相互作用因子AhPIF3的編碼基因、重組載體和/或重組細胞在改良花生或其他經濟作物品質中的應用。