[發明專利]茶樹晝夜節律基因LUX在提高植物抗寒性上的應用

有效

• 申請號: 202210351493.8
• 申請日: 2022-04-02
• 公開（公告）號: CN114507674B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 夏恩華;王艷麗;童偉;黃錦
• 申請（專利權）人: 安徽農業大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;C12N15/84;A01H5/10;A01H5/00;A01H6/82;A01H6/20
• 代理公司: 合肥云道爾知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34230
• 代理人: 陳蘭

本發明屬于基因工程技術領域，公開了茶樹晝夜節律基因LUX在提高植物抗寒性上的應用。茶樹晝夜節律基因LUX的核苷酸序列如序列表中SEQ?ID?NO.1所示；茶樹晝夜節律基因LUX編碼的蛋白的氨基酸序列如序列表中SEQ?ID?NO.2所示。茶樹CsLUX的表達模式與茶樹應答低溫脅迫相關，將其在模式植物擬南芥中超量表達，能顯著提高擬南芥的低溫耐受性。通過反義寡核苷酸技術抑制CsLUX的表達，茶樹葉片在低溫條件下的抗寒能力顯著降低。該基因的克隆不僅有助于深入認識晝夜節律參與茶樹低溫脅迫調控的分子機理，豐富茶樹抗寒理論，而且亦為今后通過分子設計育種實現茶樹抗寒育種夯實數據和理論基礎。

技術領域

本發明涉及基因工程技術領域，具體為茶樹晝夜節律基因LUX在提高植物抗寒性上的應用。

背景技術

茶樹(Camellia?sinensis(L.)O.Kuntze)是我國重要的經濟作物。茶葉富含氨基酸、生物堿、茶多糖、多酚類和揮發類等物質，這些內含物含量和組分的不同，共同賦予了茶葉色、香、味等品質特征。中國茶區主要分為西南茶區、華南茶區、江南茶區、江北茶區，北方地區鮮有分布。近年來，越冬期及初春茶樹頻繁遭遇“霜凍”或“倒春寒”等低溫傷害，茶樹新稍受到損傷，影響茶葉的產量和品質，嚴重時甚至導致死亡。低溫已逐漸成為制約茶樹南種北移、茶葉產能增效的主要因素，影響產業的健康可持續發展。

晝夜節律作為植物調控領域的關鍵因子，已被證實在植物生長發育和逆境脅迫響應中發揮重要作用。晝夜節律是目前研究最為深入的一種生物自發的、內源性的計時調控系統，以24小時左右為周期協調自身代謝穩態、抗逆反應及生長等過程，從而賦予植物能夠根據所處的晝夜環境發生相應生理生化反應的能力。MYB轉錄因子是轉錄因子中最大的家族之一，在植物生長發育和抗逆調控網絡中扮演重要角色。作為維持晝夜節律穩定的MYB類轉錄因子之一，生物鐘核心基因LUX(LUX?ARRHYTHMO)在植物抗逆調控研究中取得了一定的進展。然而，目前茶樹中LUX基因仍未得到克隆，其在調控茶樹低溫耐受性中的作用也尚不清楚。

發明內容

本發明的目的在于：提供茶樹晝夜節律基因LUX在提高植物抗寒性上的應用，豐富茶樹抗寒理論研究，為茶樹抗寒育種和低溫防治提供理論和實際參考基礎。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種茶樹晝夜節律基因LUX，所述茶樹晝夜節律基因LUX為茶樹MYB類轉錄因子基因，所述茶樹晝夜節律基因LUX的核苷酸序列，如序列表SEQ?ID?NO.1所示。

優選地，所述茶樹晝夜節律基因LUX編碼的蛋白序列，如序列表SEQ?ID?NO.2所示。

優選地，所述茶樹晝夜節律基因LUX，應用于植物響應低溫脅迫過程中的調控作用，提高其抗寒性。

本發明的有益效果在于：

本發明中，首次克隆并驗證了調控茶樹響應低溫脅迫的茶樹晝夜節律核心基因LUX(即CsLUX)，證明了茶樹晝夜節律參與調控低溫應答過程的初步機理，豐富了茶樹抗寒理論基礎。本發明還提供了含有CsLUX基因的重組質粒、轉基因工程菌。本發明為茶樹抗寒機制研究提供了新思路，為茶樹抗寒育種提供了理論和實際參考。

附圖說明

圖1為茶樹不同組織以及低溫處理下CsLUX基因的表達變化圖；

圖2：為CsLUX在煙草葉片中的亞細胞定位圖；

圖3：為CsLUX在擬南芥過表達株系和野生型中的半定量驗證、及其經低溫處理后的表型、存活率和干重分析圖；

圖4：為體外反義寡核苷酸抑制CsLUX表達和空白對照植株分別在低溫處理后葉片的葉綠素熒光圖以及過氧化物酶、超氧化物歧化酶、丙二醛含量及Fv/Fm值分析圖。

具體實施方式