[發明專利]異戊烯轉移酶基因作為篩選標記基因在培育轉基因擬南芥植株中的應用

在審

• 申請號: 201810440441.1
• 申請日: 2018-05-09
• 公開（公告）號: CN108588115A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 翟立紅;騰峰;杜鄧襄;孫偉;韓鵬;肖娟
• 申請（專利權）人: 湖北文理學院
• 主分類號: C12N15/82
• 分類號: C12N15/82;A01H5/00;A01H6/20;C12N15/65;C12N15/54
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 楊靜安

本發明公開了異戊烯轉移酶基因作為篩選標記基因在培育轉基因擬南芥植株中的應用，涉及植物基因工程技術領域。該應用以異戊烯轉移酶基因作為篩選標記基因，擴展了擬南芥轉基因篩選標記的范圍，首次實現了異戊烯轉移酶基因ipt在擬南芥遺傳轉化中的篩選應用，且可使得篩選過程進行可視化，簡化了篩選步驟，提高了篩選工作的效率，縮短了篩選周期。

技術領域

本發明涉及植物基因工程技術領域，具體而言，涉及異戊烯轉移酶基因作為篩選標記基因在培育轉基因擬南芥植株中的應用。

背景技術

在植物的遺傳轉化過程中，必須經過篩選，才能獲得所需要的轉化成功的植株。篩選的完成，一般是通過將目的基因與一個選擇標記基因連在同一載體上，然后根據選擇標記基因表達引起的植株的一些變化來進行的。現在的選擇標記基因主要是抗除草劑基因或抗生素抗性基因，這類負選擇標記基因存在著諸多的問題，首先其篩選需要有相應篩選試劑的加入，如加入除草劑或相應的抗生素才能完成篩選，這些試劑本身對植物生長是有害的。另外，還存在篩選耗時長，假陽性多等問題。另一方面，在選擇標記基因完成篩選過程后，殘留在轉化株中，會有一些潛在的危害，引發人們對轉基因食品安全性的擔憂。

選擇標記基因在植物遺傳轉化中扮演著重要的角色，其分類也是多樣的。傳統的篩選主要是通過負選擇標記基因來進行的，例如抗生素抗性基因和抗除草劑基因。通過這些負選擇標記基因，轉化成功的外植體能夠在含有相應抗生素或除草劑的培養基上生長，而未轉化成功的外植體由于沒有相關的抗性基因則會死亡，從而完成篩選。但是這類負選擇標記基因的篩選過程必須有相應的篩選試劑的加入，這些添加物可能對植物生長造成危害。

因此，開發更加高效安全的正選擇標記基因及相關體系，成了植物遺傳轉化的研究熱點。

鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的目的在于提供異戊烯轉移酶基因作為篩選標記基因在培育轉基因擬南芥植株中的應用。該應用以異戊烯轉移酶基因作為篩選標記基因，擴展了擬南芥轉基因篩選標記的范圍，首次實現了異戊烯轉移酶基因ipt在擬南芥遺傳轉化中的篩選應用，且可使得篩選過程進行可視化，簡化了篩選步驟，提高了篩選工作的效率，縮短了篩選周期。

本發明的另一目的在于提供一種用于培育轉基因擬南芥植株的載體，該載體以異戊烯轉移酶基因作為篩選標記基因。使用該載體進行遺傳轉化，具有篩選過程可視化，篩選步驟簡單，篩選工作效率高，篩選周期短等特點。

本發明是這樣實現的：

異戊烯轉移酶基因作為篩選標記基因在培育轉基因擬南芥植株中的應用，所述異戊烯轉移酶基因編碼異戊烯基轉移酶，所述異戊烯轉移酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。

異戊烯轉移酶(isopentenyl transferases，ipt)基因，編碼異戊烯基轉移酶，由Akiyoshi等首先從根癌農桿菌中分離得到，是細胞分裂素合成途徑中的關鍵限速酶。

ipt基因多與組成型啟動子連接，雖然明顯延緩了葉片的衰老，但是同時也會使得植株矮化叢生，葉片小而圓，頂端優勢喪失，根系無法形成，植物異常發育。ipt基因在組成型表達時，引起轉化株內細胞分裂素水平的提高，可以延緩葉片的衰老，利用這一特性，ipt基因被廣泛的應用在延緩作物葉片衰老的研究中。Gan等利用SAG12的啟動子與ipt基因形成PSAG12-ipt融合基因來轉化植株，發現葉片衰老明顯延緩，花數和生物量也有所增加。該系統最大優點在于，SAG12啟動子會隨衰老程度自動調節ipt基因表達，有效的控制了CK不斷積累對植物生長的影響。目前，該系統在很多植物中均獲得了較好的效果，如煙草、水稻、番茄、青菜、小麥、矮牽牛,都獲得了延緩葉片衰老正常生長的轉基因植株。