[發明專利]茶樹糖基轉移酶基因UGT91Q2在提高植物抗寒性上的應用

有效

• 申請號: 201911252617.1
• 申請日: 2019-12-09
• 公開（公告）號: CN110747210B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 宋傳奎;趙明月;王婧銘;荊婷婷;張娜;靳潔陽;巫毅;張尚蕊;蔡彬彬;吳彬;胡蕓青;余鳳;周子翔;馮瑩瑩;張孟婷;趙一凡
• 申請（專利權）人: 安徽農業大學
• 主分類號: C12N15/54
• 分類號: C12N15/54;A01H5/00;A01H6/20;A01H6/82
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 胡文莉

本發明公開了茶樹糖基轉移酶基因UGT91Q2在提高植物抗寒性上的應用，所述茶樹糖基轉移酶基因UGT91Q2的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。本發明的茶樹糖基轉移酶基因UGT91Q2與植物的抗寒性相關，在茶樹中沉默該基因可顯著降低茶樹的抗冷能力，在擬南芥和煙草中過量表達該基因后，再對轉基因植株低溫處理，顯著提高了模式植物的抗凍性。

技術領域

本發明屬于基因工程領域，具體涉及茶樹糖基轉移酶基因UGT91Q2在提高植物抗寒性上的應用。

背景技術

植物的生長發育，產量與外界環境因素息息相關。植物在生長發育過程中不可避免的受到逆境脅迫的影響。逆境脅迫分為生物脅迫和非生物脅迫。目前，低溫已經成為非生物脅迫中，影響植物的生長，發育和分布的主要限制因子。

茶是世界上最受歡迎的非酒精類保健飲料，茶樹(Camellia sinensis(L.)O.Kuntze))屬山茶科山茶屬,是近30個國家(包括中國，日本，印度和美國)的最重要的經濟作物之一。系亞熱帶多年生常綠植物,原產于我國西南地區、緬甸北部和印度阿薩姆一帶。主要種植于熱帶和亞熱帶區域。茶樹是我國重要的經濟作物,茶也是日常生活中的重要飲品。

盡管這種常綠的多年生植物可以在各種農業氣候條件不同的地區種植，但由于其嗜熱的性質，大多數茶葉生產僅限于熱帶和亞熱帶氣候。近年來茶葉需求量增加,茶樹種植區域北移,但茶樹喜溫畏寒的特性使得一些南方優良種質向北方茶區引種栽培時受年平均溫度的制約,越冬困難。我國大部分茶區嚴冬季節都曾遭受過凍害,導致茶樹大幅減產。低溫是限制茶樹生長，存活和地理分布的最關鍵的環境因素之。因此，有必要更好地了解冷脅迫的生理反應并探索提高茶樹耐寒性的方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題為：如何提供一個能提高植物抗寒性的茶樹糖基轉移酶基因。

本發明的技術方案為：茶樹糖基轉移酶基因UGT91Q2在提高植物抗寒性上的應用，所述茶樹糖基轉移酶基因UGT91Q2的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。

進一步地，所述應用為在植物中過表達茶樹糖基轉移酶基因UGT91Q2，從而提高植物抗寒性。

優選地，所述植物為擬南芥、煙草或茶樹。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

本發明的茶樹糖基轉移酶基因UGT91Q2與植物的抗寒性相關，在茶樹中沉默該基因可顯著降低茶樹的抗冷能力，在擬南芥和煙草中過量表達該基因后，再對轉基因植株低溫處理，顯著提高了模式植物的抗凍性。

附圖說明

圖1為UGT91Q2基因在茶樹低溫轉錄組中的表達量變化，NA為對照(正常條件下生長的茶苗)；CS為低溫4℃處理6小時；CA為低溫4℃處理7天；FA為低溫0℃處理7天；DA為低溫25℃處理7天；通過該基因在不同低溫條件下的表達量可以得出該基因在低溫下強烈誘導，發揮一定的作用。

圖2為不同茶樹基因型中UGT91Q2基因及冷響應轉錄因子CBF基因的變化趨勢，1-4為不同的茶樹基因型，抗冷能力依次增強。抗冷能力強的基因型中該基因的表達能力更強，而且該基因與CBF的表達高度相關。(CBF為植物冷響應轉錄因子，低溫下響應強烈)。說明該基因與茶樹抵御低溫的能力呈正相關。

圖3為茶樹沉默UGT91Q2基因后葉綠素熒光成像圖。左圖為注射正義鏈的對照，右圖為沉默后植株；色階0-1代表Fv/Fm值，數值越大，抗冷能力越強。沉默后的植株抗冷能力顯著降低。

圖4為野生型擬南芥植株(CK)與轉基因植株(Treat)在-5℃低溫條件下的葉綠素熒光圖。色階0-1代表Fv/Fm值，數值越大，抗冷能力越強。轉基因擬南芥植株的抗冷能力顯著強于野生型。