控制植物叶片平均寿命的基因和一种采用该基因控制植物平均寿命的方法技术

本发明专利技术涉及一种调控植物叶片寿命的基因和一种采用该基因调控植物寿命的方法。更特别的，本发明专利技术涉及一种调控植物叶片寿命的ＯＲＥ７基因，该基因的核酸序列为ＳＥＱ　　ＩＤ　　ＮＯ：１，以及一种调控植物寿命的方法，其中将ＯＲＥ７基因导入植物并进行高效表达，从而推迟了植物的衰老。可以采用根据本发明专利技术的ＯＲＥ７基因对植物进行转化，从而延长了植物寿命，从而改善植物生产和储存效率。此外，本发明专利技术的ＯＲＥ７基因和表达的ＯＲＥ７蛋白用于研究植物的衰老机制，和确定植物衰老相关基因或抑制植物衰老物质。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般的涉及一种调控植物叶片寿命的基因和一种采用该基因调控植物寿命的方法。更特别的是，涉及调控植物叶片寿命的ORE7基因，其核酸序列为SEQ ID NO1，以及一种调控植物寿命的方法，通过将ORE7基因导入植物并使其过量表达，从而推迟植物的衰老。
技术介绍
衰老是植物生一生的最后阶段。衰老的开始可以被认为是植物发育过程中的迅速的转折点。在衰老进程中，植物的合成能力逐渐降低，同时细胞内环境平衡被打破，细胞内结构和细胞内大分子的不断降解，最终导致死亡(Matile P.et al.，Elservier，413-440，1992；Nooden L.D.etal.，Academic press，1988；Thiman K.V.et al.，CRC press，85-115，1980；and Thomas H.et al.，Annu.Rev.Plant Physiol.，123193-219，1993)。这种植物的衰老是一系列连续的生物化学和生理学现象，是细胞，组织和器官水平上，由遗传注定的高度复杂和有效的方式。然而植物的衰老被视为一种细胞降解过程，同时还包括，在植物发育过程中为了适应环境而主动获得的遗传特征，和包括在冬季营养物质从生长器官向发育器官的迁移。对植物衰老的抑制不仅自身在科学研究方面有重要的意义，而且在农作物产量或提高收获后期存储效率方面有巨大的工业意义。基于这个原因，遗传学，分子生物学，生理学和生物化学领域都在建立植物衰老现象方面开展了积极的研究。但是，有关植物生长素方面的报告是主要的感兴趣的领域；对衰老调控方面的研究，比如，至今，采用衰老调控基因诱导衰老调控方面的研究还不充分。细胞激动素，一种植物生长激素，被认为是一种能从生理上延长衰老的激素。基于此，已有通过调控细胞激动素的合成来推迟衰老方面的研究，但是存在的问题是由于激素的影响，其他的生理行为也受到了影响。但是，通过一种将IPT基因联接至衰老特定SAG12基因启动子的从而使细胞激动素在衰老阶段获得特定调控的方法，最近在推迟衰老进程方面取得了成功。在通过这种方法使烟草植物的衰老推迟的例子中，当在开花期产生很少或不产生变化以及没有其他变形存在时，其产量增加高达50％(Gan S.et al.，Science，221986-1988，1995)。此外，在推迟衰老的植物开发中，成熟的西红柿是开发的主要方向。对于这种开发，采用了如下方法；抑制乙烯——一种在衰老中扮演重要角色的植物生长素的合成，或降低细胞内乙烯的总量(Klee et al.，Plant Cell，3(11)1187-93，1991；and Picton et al.，Plant Physiol.，103(4)1471-1472，1993)。此外，在推迟衰老方面的研究主要集中于降解相关基因的操纵，该基因与发生在衰老过程中的生物化学变化十分相关或涉及信号传导系统。与这样的研究相联系的典型的例子包括一种称为“Flavr savr”商业化的西红柿，在该例子中采用反义DNA使参与降解细胞壁的聚半乳糖醛酸酶基因的表达被抑制，从而防止了西红柿的变软，从而提高了西红柿运输和存储方面的性能(Giovannoni et al.，Plant Cell，1(1)53-63，1989)。同样有报道，当通过反义DNA抑制与脂质降解相关的磷脂酶D的表达时，由植物激素造成的衰老被推迟(Fan et al.，PlantCell，9(12)2183-96，1997)。此外，最近在烟草植物中有叶片衰老推迟方面的报道，其中SAG12启动子，和knl(knotted 1)——玉米的同源框基因得到表达(Ori et al.，Plant Cell，11917-927，1999)。然而，存在一种能更直接调控衰老的方法包括分离衰老相关的突变基因，和分析导致突变的基因。根据现存的报告，已知在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中，乙烯受体的表达被控制于水果成熟期或花朵衰老期(Payton S.et al.，Plant Mol.Biol.，31(6)1227-1231，1996)，同时clp基因的表达被控制于叶片衰老期。最近的报道涉及识别与叶片衰老有关的基因研究(Oh S.A.et al.，Plant Mol.Biol.，30(4)739-754，1996)，和从拟南芥(Arabidopsis thaliana)中分离叶片衰老延迟突变基因的研究(Oh S.A.et al.，The Plant Journal，12(3)527-535，1997)。同时，一突变基因已成功的从叶片衰老延迟突变株的ore9突变体中分离出(Woo H.R.et al.，Plant Cell，131779-1790，2001)。此外，还报道了启动子senl的活性，和一种衰老相关基因(Oh S.A.，et al.，Journal ofPlant Physiology 151339-345，1997)。然而，到目前为止，直接调控衰老的基因及其功能方面的研究还不充分。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的为提供一种调控植物叶片寿命的基因。本专利技术的另一目的为提供一种采用该基因调控植物叶片寿命的方法。为了达到本专利技术的目的，本专利技术提供了ORE7基因用于调控植物叶片的寿命，其核酸序列为SEQ ID NO1。此外，为了达到本专利技术的另一目的，本专利技术还提供了一种调控植物寿命的方法，其中将ORE7基因导入植物并过量表达，从而延迟了植物的衰老。正如此处所用到的，术语“寿命延长突变体ore7”或“ore7突变体”表示一突变体的ORE7基因通过标记激活方法被激活，从而突变体表现为衰老延迟突变现象。在下文中，本专利技术将被进一步详述。在本专利技术中，为了调查涉及植物寿命调控的基因，显示寿命延长特性的突变体被选择出。基于此，常常用于植物遗传和分子方面研究主体的拟南芥(Arabidopsis thaliana)被用作测试植物。一般用于确定基因功能的突变诱导方法被特定的分成如下三种方法(1)通过用化学药品，例如乙基-甲基磺酸(EMS)处理诱导突变的化学方法，(2)通过X-或γ-射线辐射诱导突变的方法，和(3)一种通过土壤细菌Agrobacterium的T-DNA转化诱导突变的方法。如上文所述的通过化学药品处理，X-或γ-射线辐射或T-DNA插入的诱导突变体的方法，破坏了原始基因的一部分或全部，从而使基因原有的功能缺失了。因此，通过上述方法基因的功能能被减除。然而，通过这些方法诱导的突变通常为隐性突变，同时，如果有与被破坏的基因功能相同的其他基因也存在于基因组中，则由于其他类似基因的存在，表型也不会显现出。此外，如果被破坏的基因为关键基因，则缺点在于导致植物死亡。相反的，在本专利技术中所采用的标记激活方法的优点在于即使具有双重功能的基因还在拟南芥(Arabidopsis thaliana)基因组的其他位点存在，该方法仍然能诱导表型出现，这是因为T-DNA人为的激活基因在植物中的表达，同时又不破坏基因的核酸序列(Weigel et al.，PlantPhysiology，1221003-1014，2000)。更特别的是，标记激活方法采用了标记激活载体，该载体携带有一选择标记，一在E.coli本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种调控叶片寿命的ＯＲＥ７蛋白，其氨基酸序列为ＳＥＱＩＤＮＯ：２。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：林平玉，南洪吉，赵成环，
申请(专利权)人：基诺麦因有限公司，浦项工科大学校，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]