[發(fā)明專利]調(diào)控番茄鐵穩(wěn)態(tài)的轉(zhuǎn)錄因子SlbHLH152及其應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310611777.0
• 申請(qǐng)日: 2023-05-24
• 公開（公告）號(hào): CN116497037A
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李曉麗;李成偉;李俐俐;徐克東;曹昊昊;于德水;張怡;上官欣欣;鄭曉紅;李超瓊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 周口師范學(xué)院
• 主分類號(hào): C12N15/29
• 分類號(hào): C12N15/29;C12N15/84;A01H5/08;A01H5/10;A01H6/82
• 代理公司: 鄭州中鼎萬策專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41179
• 代理人: 徐文婷

本發(fā)明公開了調(diào)控番茄鐵穩(wěn)態(tài)的轉(zhuǎn)錄因子SlbHLH152及其應(yīng)用，是通過酵母單雜交實(shí)驗(yàn)，以SlbHLH068啟動(dòng)子序列為誘餌，從番茄cDNA文庫(kù)中篩選到了轉(zhuǎn)錄因子SlbHLH152。同時(shí)本發(fā)明以番茄MT為受體，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)和組織培養(yǎng)技術(shù)構(gòu)建轉(zhuǎn)基因材料，包括SlbHLH152基因突變體和過表達(dá)株系。通過對(duì)SlbHLH152基因突變體進(jìn)行表型和生物學(xué)功能分析發(fā)現(xiàn)，在?Fe條件下，與野生型WT相比，SlbHLH152基因突變體對(duì)缺鐵敏感，生物量變小，葉綠素含量和鐵還原酶活性降低，根、葉片和果實(shí)中的鐵含量也降低。通過對(duì)SlbHLH152基因過表達(dá)株系進(jìn)行表型和生物學(xué)功能分析發(fā)現(xiàn)，在?Fe條件下，與野生型WT相比，SlbHLH152基因過表達(dá)株系對(duì)缺鐵耐受，葉綠素含量升高，葉片和果實(shí)中的鐵含量也升高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及調(diào)控番茄鐵穩(wěn)態(tài)的轉(zhuǎn)錄因子SlbHLH152及其應(yīng)用，屬于農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鐵(Fe)是植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的微量元素，在植物的生命活動(dòng)中發(fā)揮著非常重要的作用。鐵作為許多功能蛋白的重要輔助因子，可參與多種細(xì)胞生化反應(yīng)，包括葉綠素的合成、光合作用、呼吸作用、DNA的合成、植物固氮及植物激素的合成等過程。缺鐵往往會(huì)引起植株葉片出現(xiàn)脈間失綠(Interveinal?Chlorosis)現(xiàn)象，造成植物發(fā)育不良并最終影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。同時(shí)鐵也是維持人類生命活動(dòng)所必需的營(yíng)養(yǎng)元素，缺鐵會(huì)導(dǎo)致人類“隱性饑餓”的發(fā)生。2016年，萬建民院士曾指出：我國(guó)“隱性饑餓”的人口數(shù)量達(dá)到3個(gè)億。植物性食物是人類獲得鐵的主要來源之一。所以，提高作物鐵含量，培育富鐵作物新品種是提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)以及預(yù)防人類“隱性饑餓”的一條有效途徑。

據(jù)2014年世界糧農(nóng)組織(http://faostat.fao.org/site/339/default.aspx)統(tǒng)計(jì)，番茄是世界第一大蔬菜作物且富含維生素C(VC可以有效促進(jìn)人體對(duì)鐵的吸收)，所以富鐵番茄將是人類植物膳食中的一種理想鐵源。在番茄中，LeFRO1作為鐵還原酶，負(fù)責(zé)將根際的三價(jià)鐵還原為二價(jià)鐵。LeIRT1作為鐵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，負(fù)責(zé)將二價(jià)鐵轉(zhuǎn)運(yùn)至根細(xì)胞內(nèi)。番茄FER(擬南芥FIT的同源蛋白)是高等植物中最早鑒定出來的調(diào)控鐵穩(wěn)態(tài)的轉(zhuǎn)錄因子。在缺鐵條件下，fer突變體不能激活LeFRO1和LeIRT1的表達(dá)，因而表現(xiàn)出嚴(yán)重的缺鐵癥狀。SlbHLH068也是正調(diào)控缺鐵響應(yīng)過程的轉(zhuǎn)錄因子。SlbHLH068可以與FER互作形成異源二聚體從而直接結(jié)合在LeFRO1的啟動(dòng)子上并激活LeFRO1的表達(dá)。SlbHLH068在番茄的根、莖和葉子中的表達(dá)都受缺鐵的強(qiáng)烈誘導(dǎo)，然而負(fù)責(zé)激活它表達(dá)的上游調(diào)控因子目前還未發(fā)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明利用酵母單雜交實(shí)驗(yàn)篩選到了一個(gè)新的調(diào)控番茄鐵穩(wěn)態(tài)的轉(zhuǎn)錄因子SlbHLH152，并分析了SlbHLH152調(diào)控鐵穩(wěn)態(tài)的生物學(xué)功能。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案之一是：

一種新的調(diào)控番茄鐵穩(wěn)態(tài)的轉(zhuǎn)錄因子SlbHLH152。

進(jìn)一步，轉(zhuǎn)錄因子SlbHLH152的序列如SEQ?ID?NO.9所示。

進(jìn)一步，轉(zhuǎn)錄因子SlbHLH152可以直接結(jié)合SlbHLH068的啟動(dòng)子。

本發(fā)明的技術(shù)方案之一是：一種SlbHLH152基因在調(diào)控番茄鐵穩(wěn)態(tài)中的應(yīng)用。

本發(fā)明的技術(shù)方案之一是：兩種SlbHLH152基因突變體。

進(jìn)一步，所述突變體分別命名為152m-1和152m-2，152m-1為單堿基T插入，152m-2為單堿基C缺失。

進(jìn)一步，所述的SlbHLH152基因突變體的獲得方法為：構(gòu)建好的pCAMBIA1300-SlbHLH152載體轉(zhuǎn)化農(nóng)桿菌GV3101，然后利用葉盤法轉(zhuǎn)化番茄MT，最后通過測(cè)序結(jié)果確認(rèn)陽(yáng)性轉(zhuǎn)化植株，在陽(yáng)性轉(zhuǎn)化植株中，篩選到SlbHLH152基因突變體。