调控番茄侧芽发育的ARF8.1和ARF8.2基因及其应用制造技术

本发明专利技术公开了调控番茄侧芽发育的ARF8.1和ARF8.2基因及其应用，ARF8.1基因的序列如SEQ ID NO.1所示，其编码的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示；ARF8.2基因的序列如SEQ ID NO.3所示，其编码的氨基酸序列如SEQ ID NO.4所示。本发明专利技术通过实验证明ARF8.1和ARF8.2基因是控制植物侧芽发育的关键调节因子，使用维管组织特异性启动子替换组成型强启动子驱动ARF8.1和ARF8.2基因温和过表达，不仅能够改变侧芽的发生方式和提高植物侧芽发生率，而且能维持植株形态不改变，为草本（木本）植物的侧芽发育的调控提供了一种有效的技术手段，具有广泛的应用前景和极大的经济价值。

ARF8.1 and ARF8.2 Genes Regulating Lateral Bud Development in Tomato and Their Application

The present invention discloses ARF8.1 and ARF8.2 genes regulating lateral bud development of tomato and their applications. The sequence of ARF8.1 gene is shown as SEQ ID NO.1, the amino acid sequence of ARF8.1 gene is shown as SEQ ID NO.2, the sequence of ARF8.2 gene is shown as SEQ ID NO.3, and the amino acid sequence of ARF8.2 gene is shown as SEQ ID NO.4. The present invention proves that ARF8.1 and ARF8.2 genes are key regulators for controlling lateral bud development in plants. Using vascular tissue-specific promoters to replace constitutive strong promoters to drive ARF8.1 and ARF8.2 genes to over-express mildly can not only change the occurrence mode of lateral buds and increase the incidence of plant lateral buds, but also maintain plant morphology unchanged and become herbaceous (woody) plants. The regulation of lateral bud development provides an effective technical means, which has broad application prospects and great economic value.

【技术实现步骤摘要】
调控番茄侧芽发育的ARF8.1和ARF8.2基因及其应用
本专利技术属于植物基因工程
，具体涉及调控番茄侧芽发育的ARF8.1和ARF8.2基因及其应用。
技术介绍
植物的侧枝是从枝条顶端分生组织(shootapicalmeristems，SAM)分化而来的，在胚胎发生期就产生了SAM。侧枝的发生包括两个步骤，首先由叶腋处的枝条顶端分生组织(SAM)分化产生侧芽原基，侧芽原基进一步长成侧芽，侧芽发育形成侧枝。研究发现在叶腋处产生的侧芽有如下发育结果：有的侧芽直接生长发育成侧枝，如果侧芽的生长受到顶芽的抑制或者条件不适宜时侧芽就会进入过渡生长期，暂时为休眠芽，而当顶芽对侧芽的抑制解除或者外界环境因子适宜及控制侧芽发育的基因得到表达时，侧芽解除休眠生长、发育，但当遇见不利生长的因子时发育的侧芽又会进入临时休眠状态。因此侧芽常常会受到抑制进入休眠状态。植物地上部分形态的多样性很大程度上取决于植物的分枝情况，分枝情况对植物的很多方面有重要影响，包括植物株型，光吸收效率以及对资源的适应能力。在景观园林领域，增加侧芽数目，可以增加冠幅，起到遮阴的效果。在农业生产上，作物分枝对农作物的产量具有重要影响，在实际生产中人们通过棉花、万寿菊、葡萄、茄子等打顶，果树修剪，增加水稻、小麦分蘖数等措施来去除顶端优势增加侧芽，进而达到增产的目的，由于目前全球粮食紧张的现状日益恶化，因此通过各种手段增加农作物的产量已经成为生物学的一个重要研究内容，而通过改变作物分枝数目从而改变作物的产量具有重要的应用意义。植物的分枝发育受到各种外界环境条件、遗传因素和植物激素的影响。近几年来，科学家通过遗传学，分子生物学等手段，对植物分枝发育调控分子机制的认识不断深入，通过研究侧枝的产生与发育，相继发现了一些调控侧芽、侧枝发育的基因，如在生长素信号通路识别途径中，目前已发现，IAA3,IAA9,SlTPL1，SlTPL6，SlARF2a(XuT,LiuX,WangR,DongX,GuanX,WangY,JiangY,ShiZ,QiM,LiT.SlARF2aplaysanegativeroleinmediatingaxillaryshootformation.SciRep.2016Sep20;6:33728.)等与侧芽发育相关，是侧芽发育的抑制因子，通过下调其表达，可以促进侧芽的发育。然而，有关侧芽发育的促进因子目前鲜有研究报道，研究促进侧芽发育的促进因子，可以弥补现状的不足。在植物基因工程中常用的组成型启动子，如来源于花椰菜花叶病毒的CaMV35S启动子启动表达具有持续性，其所启动的基因不受外界因素的诱导，在不同的发育阶段和组织表达强度大，无明显差异，因此，采用该类启动子用于基因工程中对某些基因的研究时，不仅不能控制基因的精确表达，而且可能会导致对转基因植株的明显影响，而在植物侧芽发育调控基因中，如某些基因所编码的转录因子、植物激素等在植物生长调节、信号转导等方面的调节作用往往很强，需要对基因表达的部位及表达量进行精确控制；因此需要寻找一些更为有效的特异性启动子代替组成型启动子，以期更好地调控植物基因的表达，不至于影响植物正常的生长发育和引起植物体内营养物质的分配异常或浪费。Ulmasov等（1997）首先采用由四个5’-TGTTCTC-3’串联组成的人工AuxRE作为诱饵，对拟南芥DNA文库进行酵母双杂交检测，鉴定出生长素反应因子ARF1蛋白。随后在拟南芥中鉴定了23个AtARF基因（Liscum和Reed，2002）。研究揭示AtARF8在下胚轴的延伸，根的生长习性，花的发育以及果实形成过程中扮演了重要的角色（TianCE,MutoH,HiguchiK,MatamuraT,TatematsuK,KoshibaT,YamamotoKT.Disruptionandoverexpressionofauxinresponsefactor8geneofArabidopsisaffecthypocotylelongationandrootgrowthhabit,indicatingitspossibleinvolvementinauxinhomeostasisinlightcondition.PlantJ.2004Nov;40(3):333-43；NagpalP,EllisCM,WeberH,PloenseSE,BarkawiLS,GuilfoyleTJ,HagenG,AlonsoJM,CohenJD,FarmerEE,EckerJR,ReedJW.AuxinresponsefactorsARF6andARF8promotejasmonicacidproductionandflowermaturation.Development.2005Sep;132(18):4107-18；GoetzM,Vivian-SmithA,JohnsonSD,KoltunowAM.AUXINRESPONSEFACTOR8isanegativeregulatoroffruitinitiationinArabidopsis.PlantCell.2006Aug;18(8):1873-86.）。在番茄中研究显示，生长素反应因子ARF8对番茄座果、单性结实及果实发育过程也具有重要的调控作用（杨迎伍，番茄Sly-miR167的克隆、鉴定及其对座果和单性结实的影响研究，重庆大学博士学位论文，2010）。但迄今，生长素反应因子ARF8对于调控侧芽发育的功能还鲜有研究报道。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的在于提供调控番茄侧芽发育的ARF8.1和ARF8.2基因及其应用，提供了促进侧芽发育的促进因子，在促进侧芽发生率的同时保持植株的原有形态，为植物的遗传改造提供了理想的选择。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：调控番茄侧芽发育的ARF8.1基因，其核苷酸序列如SEQIDNO.1所示；调控番茄侧芽发育的ARF8.2基因，其核苷酸序列如SEQIDNO.3所示。进一步，所述调控番茄侧芽发育的ARF8.1基因编码的蛋白质，其氨基酸序列如SEQIDNO.2所示；所述调控番茄侧芽发育的ARF8.2基因编码的蛋白质，其氨基酸序列如SEQIDNO.4所示。一种表达盒，自5’端到3’端依次包含启动子、由所述启动子启动表达的ARF8.1或ARF8.2基因，以及终止子。进一步，所述启动子控制基因在植株维管组织中特异表达，并且温和过表达，所述温和过表达是指含有上述表达盒的转基因植株中ARF8.1或ARF8.2的表达水平高于野生型植株中ARF8.1或ARF8.2的表达水平，且不超过野生型植株中ARF8.1或ARF8.2的表达水平的10倍。这样，该启动子能使目的基因ARF8.1或ARF8.2在植物体内温和过量表达，并且可以驱动基因ARF8.1或ARF8.2在植物茎的维管组织以及茎与叶柄交汇的地方（侧芽发生处）特异性表达，能明显提高侧芽发生率，同时维持植株形态不变。避免组成型强启动子使目的基因ARF8.1或ARF8.2非特异在植物体内强烈过表达，造成植株体内营养物质的浪费和激素异常，进而导致植株矮化。所述启动子为来源于番茄的ARF8.1或ARF8.2基因的启动子；所述来源于番茄的ARF本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.调控番茄侧芽发育的ARF8.1基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

【技术特征摘要】
1.调控番茄侧芽发育的ARF8.1基因，其核苷酸序列如SEQIDNO.1所示。2.如权利要求1所述调控番茄侧芽发育的ARF8.1基因编码的蛋白质，其氨基酸序列如SEQIDNO.2所示。3.调控番茄侧芽发育的ARF8.2基因，其核苷酸序列如SEQIDNO.3所示。4.如权利要求3所述调控番茄侧芽发育的ARF8.2基因编码的蛋白质，其氨基酸序列如SEQIDNO.4所示。5.一种表达盒，其特征在于，所述表达盒自5’端到3’端依次包含启动子、由所述启动子启动表达的如权利要求1或3所述基因，以及终止子。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：符勇耀，杨利平，李昌满，高海洪，刘建玲，刘春渝，朱艺勇，
申请(专利权)人：长江师范学院，
类型：发明
国别省市：重庆,50