[發明專利]黃瓜CsIVP基因在高溫耐受性方面的應用

有效

• 申請號: 202110851113.2
• 申請日: 2021-07-27
• 公開（公告）號: CN113584050B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 顏爽爽;曹必好;邱正坤;余炳偉;雷建軍;朱張生;陳長明
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/113;C12N15/82;A01H5/00;A01H5/12;A01H6/34
• 代理公司: 廣州正明知識產權代理事務所(普通合伙) 44572
• 代理人: 張麗

本發明屬于分子生物學技術領域，公開了黃瓜CsIVP基因在高溫耐受性方面的應用。本發明通過RNA干擾(RNAi)敲除CsIVP來增強黃瓜對高溫脅迫的抗性。在對高溫的響應過程中，CsIVP介導了的關鍵高溫調節因子，如熱休克蛋白、熱休克蛋白、DREB2C、MBF1b和WRKY33。因此，CsIVP參與了植物發育、營養運輸和抵御高溫的過程，為選育富含營養和耐熱品種提供了一個潛在的有價值的目標。鑒定或者創造產量、養分利用率及高溫耐受性高的等位基因將帶來巨大的科技和經濟效應。

技術領域

本發明屬于分子生物學技術領域，更具體地，涉及黃瓜CsIVP基因在高溫耐受性方面的應用。

背景技術

大田作物一直在逆境中生長，會影響其產量和品質。這些脅迫包括非生物脅迫，如氮缺乏和高溫，以及各種生物脅迫，包括真菌和細菌的感染。不像動物，植物無法移動，面對多變的環境，它必須在形態、生理和分子水平上做出迅速響應。例如，在缺氮條件下生長的植物發育延緩，具有細莖和改變根系結構。植物可以通過結構的變化來減少熱造成的損害，包括胚軸伸長增加、葉片的次生生長和木質部維管擴大。研究表明植物對多種脅迫的反應不同于單個種脅迫，但植物對多種脅迫的抵御機制鮮有研究。

高溫阻礙生長，導致低光合速率、活性氧產生和代謝物積累變化，從而導致生命周期縮短和植物生產力下降。因此，植物進化出了多種應對高溫的反應機制；在這些機制中，植物熱休克轉錄因子在調控網絡中起著關鍵作用。在高溫下，HSFA1接收熱應激信號，然后刺激許多轉錄因子的表達，這些轉錄因子參與了植物耐熱性的關鍵轉錄調節級聯。ERF/AP2家族轉錄因子DREB2A作為HSFA1的直接靶標，在高溫下快速上調。在對高溫的反應中，bZIP家族基因參與內質網中未折疊蛋白反應的反應。bHLH轉錄因子光敏色素相互作用因子4(PIF4)已被證明能控制形態對高溫的適應。

CsIVP參與了植物發育、營養運輸等過程，但是對于高溫脅迫的相應相關的研究和報道還暫未發現。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術中存在的上述問題，首先提供黃瓜CsIVP基因在開發、篩選提高植物對高溫脅迫的耐受的功能產品方面的應用。

本發明的第二個目的是提供一種構建耐高溫脅迫的黃瓜的方法。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

黃瓜CsIVP基因在開發、篩選提高植物對高溫脅迫的耐受的功能產品方面的應用，所述功能產品對CsIVP基因或其表達產物具有抑制作用。

優選的，所述功能產品具有下調CsIVP基因的表達、轉錄、或其表達產物的功能。

更優選的，所述功能產品選自CsIVP核酸抑制劑、CsIVP蛋白抑制劑、CsIVP基因缺陷或者沉默的基因重組構建體中的一種或多種。

作為一種具體的實施方式，所述功能產品包括以下任一種：

(i)以CsIVP轉錄本為靶序列，且能夠抑制CsIVP基因表達產物表達或者基因轉錄的小干擾RNA、dsRNA、shRNA、微小RNA、反義核酸；

(ii)含有CsIVP互補序列，且能夠在轉入體內后形成抑制CsIVP基因表達產物表達或者基因轉錄的干擾分子的構建體；

(iii)抑制或者敲除CsIVP基因序列后的基因重組構建體。

本發明還探索了CsIVP介導高溫反應的調控網絡，對轉錄組數據進行了分析，先前的研究表明，先前的研究表明，植物中經典的熱休克反應(HSR)調節因子是熱休克因子(HSFs)轉錄因子家族的成員，它調節許多編碼熱休克蛋白(HSPs)和其他因子的基因的表達。與WT葉脈相比，R5葉脈中有9個熱休克蛋白和相應的8個熱休克蛋白上調。此外，部分轉錄因子，包括DREB2C、MBF1b和WRKY33，在R5植物中也有高積累。這些結果表明，CsIVP可能通過與HSR核心調控者及其直接靶標的相互作用來調控高溫反應。