与番茄叶片衰老相关的基因及其应用制造技术

本发明专利技术公开了与番茄叶片衰老相关的基因及其应用，所述基因为ARF8或ARF6，所述ARF8和ARF6的核苷酸序列分别如SEQ ID NO.1和SEQ ID NO.3所示，或为在SEQ ID NO.1或SEQ ID NO.3所示的核苷酸序列中经取代、缺失或添加一个或几个核苷酸且同样与番茄叶片衰老相关的核苷酸序列。本发明专利技术通过功能基因组学试验证明ARF8和ARF6基因是调控番茄叶片衰老过程的调节因子，在转基因番茄中过表达ARF8或ARF6基因，使得番茄叶片的叶绿素含量增多（更加深绿），其衰老起始时间相对于野生型对照延迟了30天以上，并且具有显著的对抗乙烯诱导的衰老，为草本植物叶片衰老的调控提供了一种有效的技术手段，尤其在园艺领域观叶植物中具有广泛的应用前景和潜在的市场价值。

Genes Related to Tomato Leaf Senescence and Their Application

【技术实现步骤摘要】
与番茄叶片衰老相关的基因及其应用
本专利技术属于植物基因工程
，具体涉及与番茄叶片衰老相关的基因及其应用。
技术介绍
衰老是叶片发育的最后一个阶段，是一个主动的生理过程。延缓衰老与农作物的增产和品质改良密切相关，对于粮食作物和多数经济作物来说，伴随着产量器官的发育和品质性状的逐渐形成，功能叶片中的同化产物和衰老叶片中积累的营养物质不断向产量器官转运。作物过早衰老必定影响产品产量和品质，某些杂交水稻在发育后期叶片和功能早衰导致结实率低，严重影响了杂交水稻产量潜力的进一步发挥。绿叶类作物的叶片衰老进程不仅影响到产量和品质等要素的形成，而且还会直接影响到采收产量、采后品质和货架寿命。据报道，目前我国的蔬菜采后损失率高达30%~50%（赵瑞平,夏向东.不同贮藏措施对鸭梨贮藏品质的影响[J].河北北方学院学报(自然科学版),1999(1):38-41.）。对于花卉植物而言，叶片和花器官的衰老进程直接影响到其观赏价值和销售价格。综上所述，改善植物的衰老进程几乎可以影响到所有主要作物的产量和品质。因此，如何高效调控作物衰老正在成为农艺学家解决作物高产高品质的有效途径之一。植物叶片衰老是一个复杂的生物学过程，同时受到内部信号（如叶龄相关信号和内源激素的水平等）和各种环境因子（如温度，光照，逆境等）的协调控制，而植物内源激素是影响叶片衰老的主要因子之一。近年来，随着分子生物学技术的发展，很多衰老相关基因被克隆，通过分子遗传手段延缓某些植物叶片衰老的成功显示出诱人的前景。Gan等在烟草叶片衰老过程中特异性表达细胞分裂素合成途径的关键基因-异戊烯基转移酶（IPT）基因显著延缓了转基因烟草植株的衰老，其中SAG12-IPT转基因烟草的种子产量和干重提高了50%（GanSSetal.1995.）；袁政等将融合基因SAG12-IPT导入青菜，转基因植株表现出衰老延迟的生理现象，增加青菜采收产量的同时，也可保持商品的新鲜程度，为绿叶类蔬菜的耐储存育种提供了新的思路（YuanZetal.2002.）。专利技术专利CN201811636548.X公开了一种水稻叶片衰老和穗型调控基因HK73及其编码的蛋白质、分子标记与应用，在水稻中克隆HK73基因，该基因编码一个ATP功能域包含蛋白，调控水稻叶片衰老进程和穗大小。但影响叶片衰老的诸多因素是一个极为复杂的交叉网络，不同调控因子之间相互作用的机理目前也仍未清楚。因此，需要我们分离鉴定更多与叶片衰老/持绿相关的基因，筛选出生产上有利用价值的叶片持绿基因，以阐明调控叶片衰老的分子网络，对植物的高产育种具有重要的意义。至今为止，人们在发现了多个物种的ARF基因家族成员，23个AtARFs（GuilfoyleandHagen.2007），25个OsARFs（Wangetal.2007）。研究表明，在拟南芥的23个ARF基因中，AtARF1和AtARF2基因与拟南芥叶片的寿命长短和叶形相关，并且参与花器官的脱落(Ellisetal.2005)。其中，AtARF2还参与调控种子的生长发育（Schruffetal.2006）；AtARF3和AtARF4与维管束发育相关（Zhouetal.2007）；此外，AtARF2，AtARF3和AtARF4还参与侧根生长（Marinetal.2010），AtARF5与叶片发生，叶脉形成以及种子萌发时期侧根的形成有关（Garrettetal.2012;Schlerethetal.2010）。AtARF6和AtARF8参与调控雄蕊和雌蕊的生殖能力（Tabataetal.2010;Wuetal.2006），并且，AtARF8还与果实形态相关（Goetzetal.2006）。在番茄中研究显示，生长素反应因子ARF6和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（唐雨微，番茄生长素响应因子SlARF6在果实形成和发育过程中的功能研究，重庆大学硕士学位论文，2016；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）。关晓溪等发现番茄SlARF2-RNAi植株叶片叶色鲜绿，侧生叶间小叶数量减少（关晓溪，2018），但基因ARF2作为叶片衰老发育的促进因子，通过下调其表达，可以延缓叶片衰老的进程。然而，关于叶片衰老过程的抑制因子目前鲜有报道，挖掘影响植物叶片衰老过程的抑制因子，可以弥补现状的不足。
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与番茄叶片衰老相关的基因及其应用，提供了可以抑制叶片衰老进程的新的调控因子，为园艺植物尤其是观叶植物的遗传改良提供了理想的选择。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：与番茄叶片衰老相关的基因，所述基因为ARF8或ARF6，所述ARF8和ARF6的核苷酸序列分别如SEQIDNO.1和SEQIDNO.3所示，或为在SEQIDNO.1或SEQIDNO.3所示的核苷酸序列中经取代、缺失或添加一个或几个核苷酸且同样与番茄叶片衰老相关的核苷酸序列。本专利技术还提供了基因ARF8或ARF6编码的蛋白质，其氨基酸序列如SEQIDNO.2或SEQIDNO.4所示。本专利技术还提供了含有基因ARF8或ARF6的重组表达载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌。其中所述表达盒，自5’端到3’端依次包含启动子、由所述启动子启动表达的ARF8或ARF6基因，以及终止子。所述启动子为组成型表达的启动子或叶片组织特异性启动子，其控制基因在植株叶片组织中过表达。所述组成型表达的启动子可以为CaMV35S、CaMV19S、Actinpromoter、Ubiquitinpromoter、Cytochromec1promtoter和eIF4A-10promoter等；所述的叶片组织特异性启动子可以为AtML1promoter、AtACD6promoter、GhLSPpromtoer、SAG39promoter等。本专利技术还提供了基因ARF8或ARF6在调控植物叶片衰老中的应用。本专利技术还提供了基因ARF8或ARF6在提高植物叶片叶绿素含量中的应用。本专利技术还提供了基因ARF8或ARF6在提高植物对抗乙烯诱导衰老中的应用。进一步，是将基因ARF8或ARF6导入目的植物中，在目的植物中过表达所述基因，提高目的植物中蛋白ARF8或ARF6的表达量和/或活性。进一步，所述植物为观叶草本植物，如玉簪、红掌、细茎针茅、蓝羊茅、豆瓣绿或普通针毛蕨等。相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术首次公开番茄生长素响应因子基因ARF8和ARF6具有延缓植物叶片衰老进程的生物学功能，表明ARF8和ARF6基因是控制植物叶片衰老的关键调节因子，可以应用于作物遗传改良，对创制持绿品种、延长观赏植物的观赏周期具有重要意义。因此，本专利技术不仅为理论研究植物叶片衰老的分子机制提供支持，而且在未来植物基因工程、农业生产和园艺领域也具有重要应用价值。2、本专利技术通过构建ARF8和ARF6启动子（pARF8和pARF6）与GUS融合表达分析发现，ARF8和ARF6基因在番茄幼嫩时期位于叶片中表达，成熟后期主要在叶脉中表达，暗示它们参与叶片组织的形成和发育调控。通过在转基因番茄中过表达ARF8或ARF6基因，与野生型对比发现，转基因植株的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.与番茄叶片衰老相关的基因，其特征在于，所述基因为

【技术特征摘要】
1.与番茄叶片衰老相关的基因，其特征在于，所述基因为ARF8或ARF6，所述ARF8和ARF6的核苷酸序列分别如SEQIDNO.1和SEQIDNO.3所示，或为在SEQIDNO.1或SEQIDNO.3所示的核苷酸序列中经取代、缺失或添加一个或几个核苷酸且同样与番茄叶片衰老相关的核苷酸序列。2.与番茄叶片衰老相关的蛋白，其特征在于，由权利要求1所述基因ARF8编码，其氨基酸序列如SEQIDNO.2所示；或由权利要求1所述基因ARF6编码，其氨基酸序列如SEQIDNO.4所示。3.含有权利要求1所述基因的重组表达载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌。4.根据权利要求3所述表达盒，其特征在于，自5’端到3’端依次包含启动子、由所述启动子启动表达的...

【专利技术属性】
技术研发人员：符勇耀，杨利平，徐文姬，雷美艳，
申请(专利权)人：长江师范学院，
类型：发明
国别省市：重庆,50