拟南芥FtsHi5基因在调控拟南芥叶绿体发育中的应用制造技术

本发明专利技术公开一种拟南芥FtsHi5基因在调控拟南芥叶绿体发育中的应用，涉及基因工程技术领域。本发明专利技术通过构建拟南芥FtsHi5基因的干涉载体，然后转染野生型拟南芥，获得FtsHi5干涉突变体在添加DEX时表现出黄化矮小，叶绿素含量下降，叶绿体中类囊体结构受到损伤。实验证明拟南芥FtsHi5基因参与了对叶绿体发育的调控，可以用于调控叶绿体发育。

Application of Arabidopsis thaliana FtsHi5 gene in regulating chloroplast development in Arabidopsis thaliana

The invention discloses an application of Arabidopsis FtsHi5 gene in regulating the development of Arabidopsis chloroplast, and relates to the field of genetic engineering technology. By constructing the interference vector of Arabidopsis FtsHi5 gene, and then transfecting the wild-type Arabidopsis, the FtsHi5 interference mutant shows yellowing dwarf, chlorophyll content decreases and thylakoid structure in chloroplast is damaged when adding DEX. The results showed that FtsHi5 gene was involved in the regulation of chloroplast development in Arabidopsis thaliana and could be used to regulate chloroplast development.

【技术实现步骤摘要】
拟南芥FtsHi5基因在调控拟南芥叶绿体发育中的应用
本专利技术涉及基因工程
，特别涉及一种拟南芥FtsHi5基因在调控拟南芥叶绿体发育中的应用。
技术介绍
叶绿体是普遍存在于陆地植物、藻类和部分原生生物中的半自主性细胞器，是光合作用的场所。植物光合作用几乎是所有生物赖以生存和发展的物质基础。因此对叶绿体发育及调控机制的研究，有助于更好地了解光合作用的调控机理。叶绿体作为植物重要的细胞器，尽管其发育及调控机制一直受到广泛研究学者的关注，但基于其复杂性，目前还有许多调控分子机制尚不清楚。FtsH(FilamentationTemperature-SensitiveH)是广泛存在于原核生物和真核生物中的一类ATP依赖型金属蛋白酶，在拟南芥中还有与FtsH相似的FtsHi(i:proteolyticinactivation)基因，因其缺少Zn2+结合结构域而不具有蛋白酶活性。目前关于FtsHi生物学功能的研究报道还较少。FtsHi似乎与FtsH12近源，因而推测其功能与FtsH12具有相似性。在最近的研究报道中发现AtFtsHi1是叶绿体发育和胚胎发生必需的，AtFtsHi1可能在质体分裂和发育的过程当中发挥作用，是拟南芥叶绿体发育的必需基因。此外，FtsHi2，FtsHi4和FtsHi5基因敲除后会导致胚胎发育缺陷，这也与FtsH12基因敲除后会导致胚胎致死的现象相似。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺点与不足，本专利技术的目的在于提供一种拟南芥FtsHi5基因在调控拟南芥叶绿体发育中的应用。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：本专利技术提供一种拟南芥FtsHi5基因在调控拟南芥叶绿体发育中的应用。进一步，本专利技术提供一种拟南芥FtsHi5基因在植物育种中的应用。更进一步的，本专利技术提供一种拟南芥FtsHi5基因在培育转基因植物中的应用。所述的植物包括但不限于拟南芥、水稻、小麦、玉米、高粱、谷子、甘蔗、棉花、番茄、苜蓿和象草；所述的拟南芥FtsHi5基因，其氨基酸序列如SEQIDNO：2所示。所述的拟南芥FtsHi5基因，其序列是下列核苷酸序列之一：1)序列表中SEQIDNO：1所示的DNA序列；2)与序列表中SEQIDNO：1编码蛋白质相同的蛋白质的DNA序列；本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果：本专利技术通过构建拟南芥FtsHi5基因的干涉载体，然后转染野生型拟南芥，获得FtsHi5干涉突变体在添加DEX时表现出黄化矮小，叶绿素含量下降，叶绿体中类囊体结构受到损伤。实验证明拟南芥FtsHi5基因参与了对叶绿体发育的调控，可以用于调控叶绿体发育。附图说明图1是FtsHi5干涉株系的鉴定图；其中，WT：野生型拟南芥Col-0；#6、#1、#2，分别表示干涉株系dex:RNAi-FtsHi5的6号株系、1号株系、2号株系；-DEX：不经地塞米松(DEX)诱导剂处理；+DEX：经DEX诱导剂处理。图2是叶绿素含量分析图；其中，WT：野生型拟南芥Col-0；#6、#1、#2，分别表示干涉株系dex:RNAi-FtsHi5的6号株系、1号株系、2号株系；-DEX：不经地塞米松(DEX)诱导剂处理；+DEX：经DEX诱导剂处理图3是FtsHi5干涉株系dex:RNAi-FtsHi56号株系的叶绿体发育观察图。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。野生型拟南芥Columbia(Col-0)购自ArabidopsisBiologicalResourceCenter(http://www.arabidopsis.org/)。实施例1：FtsHi5干涉株系的构建和鉴定1.1载体构建1)扩增目的基因FtsHi5片段：以Col-0的cDNA为模板，扩增目的片段1；目的片段1位于SEQIDNO：1的第157位～587位。引物序列如下(5′→3′)：RNAi-FtsHi5-F：CGACTCTAGCCTCGAGTGCCCATTAGAGGCTGCTTT；RNAi-FtsHi5-R：ACCAATTGGGGTACCGCAACCTCTCCATTTTCCTTTCTAACT；PCR反应体系如表1：表1PCR反应体系(50μL)组分用量2×PrimerSTARMix25μLRNAi-FtsHi5-F(10μM)2.5μLRNAi-FtsHi5-R(10μM)2.5μLcDNA2μLddH2O18μLPCR扩增程序：98℃10s；98℃10s，55℃5s，72℃1min/kb(26个循环)；72℃10min；4℃保存。PCR产物回收：PCR产物跑1％琼脂糖胶，切胶回收，具体方法参照利用天根公司的DNA回收试剂盒进行操作。以Col-0的cDNA为模板，利用RNAi-FtsHi5-F′和RNAi-FtsHi5-R′扩增目的片段1的反向序列，记为目的片段2。RNAi-FtsHi5-F′：GAAATCGATAAGCTTGCAACCTCTCCATTTTCCTTTCTAACT；RNAi-FtsHi5-R′：GCCTGGATCGACTAGGTGCCCATTAGAGGCTGCTTT。PCR反应体系、扩增程序及产物回收，按照上述方法进行。2)扩增PDK内含子片段：以PHANNIBAL载体(购自中国质粒载体菌株细胞株基因保藏中心BiovectorScienceLab)为模板，用引物F和引物R扩增目的片段3，引物序列如下(5′→3′)：引物F：GGTACCCCAATTGGTAAGGAAATAATT；引物R：AAGCTTATCGATTTCGAACCCAATTTCC；PCR反应体系如表2：表2PCR反应体系组分用量2×PrimerSTARMix25μL引物F(10μM)2.5μL引物R(10μM)2.5μLPHANNIBAL载体100ngddH2OUpto50μLPCR扩增程序：98℃10s；98℃10s，55℃5s，72℃1min/kb(26个循环)；72℃10min；4℃保存PCR产物回收：PCR产物跑1％琼脂糖胶，切胶回收，具体方法参照利用天根公司的DNA回收试剂盒进行操作。注明：以上2×PrimerSTARMix高保真酶购自Takara公司。3)双酶切线性化pTA7002-avrPto载体酶切反应体系如表3：表3酶切反应体系组分用量10×Buffer3μLEnzyme1(XhoI)1μLEnzyme2(SpeI)1μLpTA7002-avrPto载体1μgddH2OUpto30μL酶切条件：37℃，酶切4h。酶切产物回收：酶切完成后，往酶切产物中加入3μL10×LoadingBuffer，混匀。用1％琼脂糖凝胶进行电泳，切胶回收，回收步骤参照天根公司的DNA纯化回收试剂盒的说明书进行。所用的pTA7002-avrPto载体购自addgene公司。4)同源重组构建FtsHi5干涉载体同源重组反应体系如表4：表4反应体系组分用量线性化pTA7002-avrPto载体Xng目的片段1Yng目的片段2Mng目的片段3Wng5×CE∥Buffer6μLExnase∥3μLddH2Oupto30μL说明：最适载体使用量X＝[0.02×克隆载体碱基对数]ng；最适片段使用量Y＝[0.04×插入片段碱基对数]ng最适片段使用量M＝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种拟南芥FtsHi5基因在调控拟南芥叶绿体发育中的应用。

【技术特征摘要】
1.一种拟南芥FtsHi5基因在调控拟南芥叶绿体发育中的应用。2.根据权利要求1中所述的应用，其特征在于：所述的拟南芥FtsHi5基因在植物育种中的应用。3.根据权利要求1中所述的应用，其特征在于：所述的拟南芥FtsHi5基因在培育转基因植物中的应用。4.根据权利要求2或3所述的应用，其特征在于：所述的植物包括拟南芥、水稻、小麦、玉米、高粱、谷子、甘蔗、棉花、...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱国辉，李思慧，汪婷，席悦，彭新湘，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44