CN114591966A - 拟南芥转录因子srg1基因在调控植物生长发育中的应用 - Google Patents
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Abstract
拟南芥转录因子SRG1基因在调控植物生长发育中的应用。转录因子基因SRG1的T‑DNA插入突变体srg1促进植物下胚轴发育、叶片增大及植物株型增大等；而超表达转录因子基因SRG1后下胚轴发育受抑制、叶片表面积变小、植物株型变小，表明转录因子SRG1在调控植株发育过程中起重要作用。因此SRG1可以作为一种潜在的分子育种工具，改良植物株型，提高植物产量。农作物中同源基因可能具有同样或相似的功能，因此在生产中具有重要的意义。本发明揭示了转录因子SRG1在植物品种改良中的应用方向，对于培育大叶片或高生物量的转基因植物具有重要价值。
Description
技术领域
本发明属于遗传工程领域，具体地说，涉及拟南芥转录因子SRG1基因在培育植物叶片及胚轴生长发育与株型大小方面的应用。
背景技术
我国作为人口大国，每年对粮食蔬菜等作物的需求量巨大。植物的叶片数目大小及株型大小对于粮食作物，尤其是叶菜类蔬菜及叶用经济作物等具有重要意义。植物的生长发育和形态建成是一个十分复杂的过程，其归根结底是由基因控制的，是基因的选择性表达及后期表达修饰过程。新的植物生长发育调节基因的发现对了解植物发育机理及利用其进行人工改良农作物的品种资源是十分必要的。
拟南芥作为植物遗传学和分子生物学研究中的模式植物之一，广泛应用于植物生长发育调控、抗逆胁迫响应等领域。拟南芥的SRG1基因编码一个C2H2类型锌指转录因子，可在植物抗病中发挥功能。然而关于此基因在叶片发育及株型大小方面的调控未有报道。
发明内容
本发明的目的在于提供拟南芥SRG1基因在植物叶片生长发育及株型大小方面发明人针对筛选获得的一个拟南芥转录抑制因子SRG1进行了转基因植物构建及植物叶片、胚轴生长发育与株型大小分析，发现该基因在植物生长发育中发挥功能，该基因在不同物种中具有一定的保守性，后期或可进行农作物的抗病育种及改良。
为达上述目的，本发明所采用的技术方案是：拟南芥SRG1基因在植物叶片生长发育及株型大小方面的应用，SRG1基因序列如SEQ ID No.l所示作为本发明的一个方面
上述拟南芥SRG1基因在植物叶片生长发育及株型大小的应用是指该基因用于促进或抑制植物叶片数目、大小及株型大小。
本发明的srg1突变体是转录因子基因SRG1在Col-0背景的T-DNA插入突变体，SRG-OX是通过基因工程手段在Col-0背景下超表达转录因子SRG1(35S启动子)的转基因株系。
本发明对比分析了野生型拟南芥Col-O和srg1突变体以及SRG-OX的生长发育表型，该基因在转基因植物中过表达，可使植物叶片数目增多，单个叶片叶表面积变小，株型矮小；而抑制表达则会促进植物叶片大小、胚轴生长等。通过对该基因的进一步研究和转化，可以培育出优良的增加叶片大小的植物或矮化植株，在生产中具有重要的意义。
附图说明
图1为本发明实施例1中SRG1影响植物胚轴发育。其中A为6天龄的植物生长表型。B为6天大小植物根长测量，每组数据测量20株植物。
图2为本发明实施例2中srg1植物和Col-0叶片表型及大小测量；A为代表性叶片拍照。B为叶表面积。
图3为本发明实施例2中SRG1-OX植物和Col-0叶片表型及大小测量；A为代表性叶片拍照。B为叶表面积。
图4为4/5/6周龄植物叶片数目。4wk：4周龄；5wk：5周龄；6wk，6周龄。
图5为本发明实施例3植物株型观察，从左到右依次是Col-0、srg1和SRG-OX。
具体实施方式：
本发明提供的项目实施方案用于说明本发明，但是不局限于本发明的研究范围。如果没有特别指出，本发明实施中的技术手段为本研究领域的常用技术，所用原料为市场所购。
拟南芥转录因子SRG1的核酸序列如SEQ ID NO.1所示。
srg1突变体(拟南芥)是转录因子SRG1在Col-0背景的T-DNA插入突变体，从诺丁汉拟南芥种质资源中心(Nottingham Arabidopsis Stock Centre)获取。SRG1-OX为转录因子基因SRG1(基因登录号：AT3G46080，核酸序列如SEQ ID NO.1所示)插入到植物双元载体pGWB11(含有35S启动子和FLAG标签)，然后再利用农杆菌GV3101转入Col-0中所构建的过表达转化子(具体操作方法可参考中国发明专利CN201810240232)。
实施例1拟南芥的无菌培养及下胚轴发育
分别取拟南芥Col-0、srg1和SRG-OX的种子，将种子放在1.5ml离心管中，用70％乙醇消毒1分钟，随后用1％次氯酸钠(有效氯浓度5％)消毒5-8分钟，最后用无菌水洗四次。将种子均匀涂布在1/2MS固体培养基上。
将种子在4℃黑暗处理2天后，移至植物培养箱，在10h光照：16小时黑暗的光周期条件下直立培养植物到6天龄，随后对植物生长进行拍照，并测量植物根长(图1)。
实施例2拟南芥叶片大小及数目分析
分别取拟南芥Col-0、srg1和SRG-OX的种子按实施例1中无菌培养方法无菌播种到MS培养基上后，4℃黑暗处理2天，随后放到植物培养箱中平置培养。植物在培养箱中培养至10天后，将植物移栽于土壤(草炭：蛭石＝3:2)中，同样光周期条件下培养植物用于下一步实验。
植物生长至4周龄时，采取植物已完全伸展的莲座叶拍照并于6周时测量叶片表面积(图2和图3)。同时分别记录4周龄、5周龄及6周龄植物叶片数目(图4)。
实施例3拟南芥株型观察
分别取拟南芥Col-0、srg1和SRG-OX的种子按实施例1中无菌培养方法无菌播种到MS培养基上后，4℃黑暗处理2天，随后放到植物培养箱中平置培养。植物在培养箱中培养至10天后，将植物移栽于土壤(草炭：蛭石＝3:2)中，培养植物至7周后对植物株高及株型进行拍照观察(图5)。
以上提供的实施例是将拟南芥转录因子SRG1基因应用于植物叶片大小、胚轴发育及株型大小方面的研究。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明做了详尽描述，但在本发明基础上，可以对之稍作修改或改进，这对本领域技术人员是显而易见的。同样的，将拟南芥SRG1序列构建到其他载体，换用其他启动子或终止子，融合到其他小蛋白标签的上游或下游，如HA等，也可以达到相应效果。此外，利用不同的植物培养条件也可达到相应效果。因此，在不偏离本发明的精神的基础上所做的修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
序列表
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<120> 拟南芥转录因子SRG1基因在调控植物生长发育中的应用
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<170> SIPOSequenceListing 1.0
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<212> DNA
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Claims (6)
1.拟南芥转录因子SRG1基因在调控植物生长发育中的应用。
2.与权利要求1中所述基因相关的生物材料在调控植物生长发育中的应用。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述生物材料是所述基因编码的蛋白质、含有所述基因的表达盒、重组载体或重组微生物。
4.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述调控是调控植物叶片和/或株型的生长发育。
5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述基因的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示或该序列经替换、缺失或添加一个或数个碱基形成的具有同等功能的核苷酸序列。
6.一种培育多叶片低株高转基因植物的方法，其特征在于，包括：提高受体植物中的权利要求3所述生物材料的含量。
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