[發明專利]時鐘基因RVE5在調控植物生長和開花時間中的應用

有效

• 申請號: 202111098837.0
• 申請日: 2021-09-18
• 公開（公告）號: CN113788888B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 劉建祥;李偉
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/82;A01H5/02;A01H6/20;C12Q1/6895
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 陳升華

本發明公開了基因RVE5在調控生物節律控制高溫條件下植物生長以及開花時間中的應用。本發明在模式植物擬南芥中利用轉錄因子編碼基因RVE5的T?DNA插入突變體(rve5?2)，以及利用轉基因工程技術在該突變體中表達RVE5獲得遺傳互補材料(COM25/34/29)，探究植物的開花時間以及對環境溫度升高的生長響應的調控。本發明針對RVE5基因獲得破壞RVE5基因功能的材料，該突變體材料開花時間延遲、溫和高溫下的下胚軸伸長變快，遺傳互補材料的相關性狀恢復到與野生型(WT)一致。本發明提供的基因及操作技術在調控植物開花時間以及對環境溫度的響應方面具有應用價值。

技術領域

本發明涉及基因工程領域，具體涉及一種時鐘基因RVE5在調控植物生長和開花時間中的應用。

背景技術

生物鐘廣泛存在于生物體中，是生物的內在時間裝置。它能夠預測外部環境信息并相應地調整內部生物過程。生物鐘系統主要包括信號輸入、核心振蕩器和信號輸出3個部分。光照和溫度的晝夜周期性變化是調節植物生物鐘的兩個主要輸入信號，包括轉錄和翻譯后兩種水平。核心振蕩器由轉錄反饋調控回路組成(Harmer SL.The circadian systemin higher plants.Annu Rev Plant Biol.60(2009)357–377.)，CCA1、LHY和TOC1構成的核心回路；PRR5/7/9組成的白晝回路；ELF3、ELF4、GI和LUX形成夜晚回路(Romanowski A,Yanovsky MJ.Circadian rhythms and post-transcriptional regulation in higherplants.Front Plant Sci.6(2015)437.)。作為輸出途徑，生物鐘調節晝夜下胚軸生長和光周期依賴性開花(Farre,E.M.The regulation of plant growth by the circadianclock.Plant Biology.14(2012)401-410)。之前有Park等研究表明在溫和高溫下，植物中的生物鐘通過感知并適應環境溫度的變化控制下胚軸的生長，參與熱形態建成。

PIF4是植物熱形態建成的中心調節因子，在轉錄和翻譯后水平都受到多重調控(Vu,L.D,et al.Developmental plasticity at high temperature.PlantPhysiology.181(2019)399-411.)。它識別包含G-box(CACGTG)的順式元件并調節參與生長素生物合成和信號傳導的下游基因的表達(Sun,J.,et al.PIF4-mediated activation ofYUCCA8 expression integrates temperature into the auxin pathway in regulatingArabidopsis hypocotyl growth.PLOS Genetics(2012)810.1371/journal.pgen.1002594.)。EARLY FLOWERING3(ELF3)是生物鐘的重要核心組件，與ELF4和LUX ARRHYTHMO(LUX)一起組裝成EC復合體(Huang,H.,et al.Into the evening:complexinteractions in the Arabidopsis circadian clock.Trends in Genetics.32(2016)674-686.)。EC與PIF4/5的啟動子結合以抑制其基因表達，但這種抑制在溫暖的溫度條件下會減弱。在紅光和溫暖的溫度條件下，CCA1通過招募SHORT HYPOCOTYL UNDER BLUE 1(SHB1)與PIF4的啟動子結合以維持PIF4表達來促進植物熱形態建成(Sun,Q.B.,etal.SHB1 and CCA1 interaction desensitizeslight responses and enhances thermomorphogenesis.Nat.Commun.10(2019)3110.)。

發明內容

本發明提供一種利用基因RVE5改變植物開花時間和在溫和高溫(28～30℃，優選為29℃)下下胚軸生長速度的應用，并發掘能與RVE5相結合的靶標基因。