[發明專利]擬南芥基因At5G37150在調控葉片顏色和光合效率中的應用

在審

• 申請號: 202211018124.3
• 申請日: 2022-08-24
• 公開（公告）號: CN115851662A
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 呂淑芳;侯典云;郭廣洋;胥華偉;張亦銘;王源
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: C12N9/14
• 分類號: C12N9/14;C12N15/82;A01H5/12;A01H5/00;A01H6/20
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 王艷艷

本發明涉及擬南芥基因At5G37150在調控葉片顏色和光合效率中的應用，屬于基因工程領域，本發明采用突變體SALK_006691研究并鑒定出擬南芥基因At5G37150為參與調控葉片顏色和光合效率的相關基因，發掘了擬南芥基因At5G37150的新功能，為開發和培育轉基因植物新品種提供了基礎。

技術領域

本發明屬于基因工程領域，具體涉及擬南芥基因At5G37150在調控葉片顏色和光合效率中的應用。

背景技術

光合效率的高低和光合產物的合成和積累始終是制約作物產量和質量的關鍵因素，葉片是光合代謝的主要器官，葉綠體色素是光合代謝中的光受體，色素含量的高低直接決定了光合效率的高低和光合產物的合成和積累。在研究高等植物光合作用的具體機制中，以植物的葉色突變體為研究材料具有不可替代的優勢，同時在葉綠素生物合成途徑、葉綠素生物降解過程、葉綠體發育過程以及相關的遺傳機制等研究領域也被日益廣泛的應用。葉綠素的合成及分解代謝是一個非常復雜的過程,在此過程中有大量基因參與，其中任何一個基因發生突變都有可能影響葉綠素的合成及分解，從而使葉片表現出各種葉色變化進而影響植物的生長和發育。通過對黃化突變體葉綠素合成和降解途徑及葉綠體發育的研究，可以更加明確這一復雜過程中的基因功能及介導的調控途徑，從而有針對性的進行基因改造和編輯，提高作物光合效率，改良作物品質。因此，發掘和鑒定葉色突變基因，開展與葉綠素相關基因的定位、克隆及功能研究均具有重要的理論意義和應用價值。

發明內容

針對目前作物光合效率偏低、基因功能挖掘欠缺、分子調控機制研究時間較長等問題，本發明的目的一在于擬南芥基因At5G37150（P-Loop NTPase）在植物光合調控、培育高光合效率轉基因植物等方面的應用，目的二在于提供一種提高植物光合效率的方法。本發明采用突變體SALK_006691研究并鑒定出擬南芥基因At5G37150為參與調控葉片顏色和光合效率的相關基因，發掘了擬南芥基因At5G37150的新功能，為開發和培育轉基因植物新品種提供了基礎。

為實現上述目的，本發明采用的具體方案如下：

本發明的第一方面是請求保護擬南芥基因At5G37150在如下任意一種中的應用：

a)、調控葉片顏色；

b）、調控植物光合效率；

c）、培育高光合效率的轉基因植物品種。

所述擬南芥基因At5G37150編碼P-loop結構的蛋白，基因組全長3233 bp，序列如SEQ ID NO：01所示，CDS序列全長2520 bp，序列如SEQ ID NO：02所示。

本發明的第二方面是請求保護一種提高植物光合效率的方法，所述方法是在植株中過表達擬南芥基因At5G37150。

有益效果：本發明采用At5G37150基因缺失表達突變體SALK_006691，通過對色素含量和光合性能研究，發現該基因參與調控葉片顏色和光合效率，植株中該基因缺失后，葉片鮮重明顯下降，光合色素含量顯著降低，葉綠素熒光和光合性能顯著下降，葉片比活性參數下降，降低了PSⅡ光合效率。由此可見，該基因為光合調控相關基因，為改良作物品種、開發和培育高光合效率的植物新品種提供了基礎。

附圖說明

圖1是突變體SALK_006691葉片鮮重和面積結果圖；圖中，*表示P0.05，顯著差異；**表示P0.01，極顯著差異（下同）；

圖2是突變體SALK_006691葉片光合色素含量結果圖；

圖3是突變體SALK_006691葉片葉綠素熒光和光合性能指數結果圖；