芍药PlTOE3基因在植物耐高温方面的应用制造技术

本发明专利技术公开了芍药PlTOE3基因在植物耐高温方面的应用。本发明专利技术还公开了过表达芍药PlTOE3基因的载体、表达盒、重组菌或细胞在植物耐高温方面的应用。本发明专利技术还公开了获得具有耐高温能力的植物的方法以及鉴定所述的方法获得的具有耐高温能力的植物的方法。本发明专利技术通过将构建的PlTOE3基因过量表达载体转化到烟草中进行表达，减少了植物，尤其是烟草的活性氧积累，降低了相对电导率和丙二醛含量，提高了叶绿素荧光参数Fv/Fm和保护酶相关基因的表达水平，创制了耐高温能力强的烟草新种质。创制了耐高温能力强的烟草新种质。创制了耐高温能力强的烟草新种质。

【技术实现步骤摘要】
芍药PlTOE3基因在植物耐高温方面的应用


[0001]本专利技术属于芍药栽培
，具体涉及芍药PlTOE3基因在植物耐高温方面的应用。

技术介绍

[0002]转录因子在植物的生长和发育中起着非常重要的作用。AP2/ERF(APETALA2/ethylene responsive factor)家族是植物中的一大类转录因子(Riechmann JL，Heard J，Martin G，Reuber L，Jiang C，Keddie J，Adam L，Pineda O，Ratcliffe OJ，Samaha RR.Arabidopsis transcription factors：genome
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wide comparative analysis among eukaryotes.Science，2000，290：2105
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2110)。AP2/ERF转录因子具有1～2个AP2/ERF结构域，每个结构域包含60～70个氨基酸，由3个反向平行的β
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折叠和一个α
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螺旋组成，具有高度的保守性(闻可心，刘雪梅.AP2功能基因在植物花发育中的重要作用，生物技术通报，2010，2：1
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7)。根据DNA结构域的数目，AP2/ERF家族可以分为DREB、ERF、AP2、RAV和Soloist 5个亚家族(Nakano T，Suzuki K，Fujimura T，Shinshi H.Genome
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wide analysis of the ERF gene family in Arabidopsis and rice.Plant Physiology，2006，140：411
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432；Cao SL，Wang Y，Li XT，Gao F，Feng JC，Zhou YJ.Characterization of the AP2/ERF transcription factor family and expression profiling of DREB subfamily under cold and osmotic stresses in Ammopiptanthus nanus.Plants，2020，9：455)。
[0003]芍药为芍药科芍药属多年生宿根草本花卉，是我国的传统名花，与牡丹并称为“花王”和“花相”。芍药因性喜冷凉干燥，多分布或栽培在我国华北、东北、西北和西南地区。近年来，随着芍药在园林花境景观中的广泛应用和芍药高档切花市场的兴起，浙江杭州、江苏扬州和上海等“长三角”地区纷纷从山东菏泽、河南洛阳等北方主产区开展“芍药南移”工作。然而，由于我国江南地区夏季高温持续时间长，尤其是超过40℃极端高温的频频出现，使得大多数优良芍药品种“南移”后轻则茎叶灼伤，叶片黄化、边缘焦枯；重则叶片提前枯萎，影响来年开花(张佳平，李丹青，李康，夏宜平.“芍药南移”的重新思考.中国园林，2016，32：91
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95)。夏季高温已成为限制芍药切花在南方规模化生产及其在园林景观中广泛应用的主要因素之一。前期，我们测试了30个芍药品种的耐高温能力，筛选出热害指数、相对电导率、光合速率及SPAD值可以作为芍药耐高温能力的评价指标(赵大球，韩晨霞，陶俊.不同芍药品种耐热性鉴定.扬州大学学报(农业与生命科学版)，2015，36：105
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109)；进一步通过生理生化和细胞结构变化的相关研究发现，耐高温能力强的芍药品种能够通过提高保护酶活性和热激蛋白的表达水平来有效地清除活性氧、保持细胞结构完整，从而缓解高温伤害(WuYQ，Zhao DQ，Han CX，Tao J.Biochemical and molecular responses of herbaceous peony to high temperature stress.Canadian Journal ofPlant Science，2016，96：474
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484)。芍药的遗传背景比较薄弱，还没有基因组方面的报道，而关于转录因子在芍药耐高温功能方面的验证研究也一直未见报道。
[0004]前期，我们分离到1个芍药PlAP2基因，在Genbank数据库的登录号是KC455454，它
的cDNA全长序列为1935bp，具有起始密码子ATG、完整开放阅读框1575bp、终止密码子TAG、5
′
非编码区222bp、3
′
非编码区137bp和poly(A)12bp，共编码524个氨基酸；通过qRT
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PCR检测发现它在心皮和萼片中大量表达(Ge JT，Zhao DQ，Han CX，Wang J，Hao ZJ，Tao J.Cloning and expression of floral organ development
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related genes in herbaceous peony(Paeonia lactiflora Pall.).Molecular Biology Reports，2014，41：6493
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6503)。此外，在吴彦庆的毕业论文中同样阐明PlAP2基因是调控芍药花型的关键因子(吴彦庆.托桂型芍药花型形成的相关基因筛选及其调控机制研究，扬州大学博士学位论文，2019)。近期，我们将该基因的氨基酸序列与拟南芥的AP2/ERF转录因子家族构建了进化树，发现它与AtTOE3亲缘关系最近(图1)，因此我们将其重新命名为P1TOE3。而有关TOE3的研究报道较少，卓维等对烟草NtTOE3基因进行了克隆、载体构建及表达分析，发现它能快速响应低钾、高盐、干旱等逆境处理(卓维，陈倩，罗银，杨尚谕，鲁黎明，李立芹.烟草乙烯转录因子ERF基因NtTOE3的克隆、载体构建及表达分析.植物研究，2018，38：733
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740)；Yin等通过转基因研究，发现盐穗木HcTOE3能够正向调节拟南芥的耐寒性(Yin F，Zeng Y，Ji J，Wang P，Zhang Y，Li W.The halophyte Halostachys caspica AP2/ERF transcription factor HcTOE3 poskively regulates freezing tolerance in Arabidopsis.Frontiers inPlant Science，2021，12：638788)。
[0005]而芍药PlTOE3基因在改变植物耐高温能力方面的应用尚未有报道。

技术实现思路

[0006]专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是提供了芍药PlTOE3基因在植物耐高温方面的应用。
[0007]本专利技术还要解决的技术问题是提供了过表达芍药PlTOE3基因的载体、表达盒、重组菌或细胞在植物耐高温方面的应用。
[0008]本专利技术还要解决的技术问题是提供了一种耐高温芍药PlTOE3基因过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.芍药PlTOE3基因在植物耐高温方面的应用。2.过表达芍药PlTOE3基因的载体、表达盒、重组菌或细胞在植物耐高温方面的应用。3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述植物为烟草。4.一种耐高温芍药PlTOE3基因过表达载体，其特征在于，所述耐高温芍药PlTOE3基因过量表达载体包括芍药PlTOE3基因。5.权利要求2所述的耐高温芍药PlTOE3基因过表达载体的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：扩增芍药PlTOE3基因，并与双元表达载体pCAMBIA1301质粒连接即得。6.获得...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵大球，陶俊，张婷婷，汤寓涵，栾雨婷，王晓晓，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：