蒺藜苜蓿AP2/ERF转录因子ERM1及其应用制造技术

本发明专利技术公开了蒺藜苜蓿AP2/ERF转录因子ERM1的序列及在提高豆科植物菌根定植效率，促进菌根共生上的应用，涉及植物基因工程技术领域。本发明专利技术转录因子ERM1具有SEQ ID No.1所示的核苷酸序列及其编码的SEQ ID No.2氨基酸序列，ERM1基因对苜蓿与丛枝菌根真菌的共生具有显著的促进作用，本发明专利技术对阐明ERM1在豆科植物与菌根真菌共生中的生物学功能，从而调控植物与菌根真菌之间的共生有着重要的意义，为采用生物强化手段提高豆科作物共生效率提供了研究基础和科学依据。究基础和科学依据。

【技术实现步骤摘要】
蒺藜苜蓿AP2/ERF转录因子ERM1及其应用


[0001]本专利技术涉及植物基因工程
；具体涉及AP2/ERF转录因子ERM1在促进植物与丛枝菌根共生中的应用。

技术介绍

[0002]丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza，AM)是一种由球囊菌门真菌(Glomeromycota)的丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi，AMF)与植物形成的重要而普遍的互惠共生体(Redecker et al.,2000)，近90％的陆生植物可与AM真菌互作形成共生系统。在菌根共生过程中，植物与真菌之间发生了高效的营养物质交换：通过与菌根真菌的共生，植物扩大了根系的吸收表面积，从土壤中获取更多的磷、氮等矿质营养(Parniske,2008；Smith et al.,2009)；同时植物把近20％的光合作用固定的碳源(Carbon source)传递输送给菌根真菌以供其生长所需(Smith and Read,2008；Wang et al.,2017)。菌根真菌的菌丝在穿过植物表皮细胞抵达内部皮层细胞后高度分支，形成丛枝体(arbuscules)，从而为营养物质交换提供了一个很大的界面。已有研究证明，植物(蒺藜苜蓿)为共生的菌根真菌(丛枝菌根真菌)提供碳源的主要形式是脂肪酸，脂肪酸分子可以通过植物的ABCG转运蛋白STR直接传递给菌根真菌(Jiang et al.,2017；Luginbuehl et al.,2017)。因此，研究菌根共生过程中脂肪酸营养的转运和高效利用分子机理，对生态系统碳氮平衡的维持和农业生产的发展具有重要的意义(Oldroyd and Downie,2008；Parniske,2008)。
[0003]转录因子(TranscriptionalFactors,TFs)是特异识别并结合基因启动子区域中的顺式作用元件，从而激活或抑制下游基因在特定时空条件下转录表达的DNA结合蛋白，是在当前的研究和应用中最受关注的一类基因。AP2/ERF转录因子是植物特有的转录因子家族，具非常保守的DNA结合域，可特异结合靶基因启动子序列中的ERE、GCC
‑
box等顺式元件，参与植物生长发育、生物/非生物胁迫应答基因表达及信号转导的过程。在苜蓿
‑
丛枝菌根真菌共生中，AP2/ERF转录因子WRI5a被报道作为碳、磷营养双向交换过程的关键因子直接调控了STR的表达，影响整个脂肪酸代谢途径及磷转运相关基因的表达(Jiang et al.,2018)。虽然在已发表的苜蓿芯片数据中，有包括ERM1(AP2/ERF transcription factor required for mycorrhization 1)在内的多个受AM共生诱导表达显著上调的AP2转录因子编码基因，它们在共生中的功能和相关分子机理仍未知。
[0004]因此，从优良的豆科模式植物蒺藜苜蓿中挖掘并鉴定与菌根真菌共生相关的AP2/ERF转录因子，分析其在共生过程中的调控功能，不仅能丰富人们对植物与AM真菌共生的科学理论相关认知，又能够在生产实践上促进农业品种改良、生态环境建设、土壤优化，均具有重要意义。

技术实现思路

[0005]为了弥补现有技术的缺点与不足，本专利技术的目的在于提供一种蒺藜苜蓿AP2/ERF转录因子ERM1以及其在提高豆科植物菌根定植效率，促进菌根共生上的应用。
[0006]本专利技术的目的通过下述技术方案实现：
[0007]一种蒺藜苜蓿AP2/ERF转录因子ERM1，其编码基因的DNA序列为SEQ ID NO.1所示核苷酸序列，其蛋白序列为SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列。
[0008]一种所述蒺藜苜蓿AP2/ERF转录因子ERM1在提高豆科植物菌根定植效率，促进菌根共生上的应用。
[0009]一种所述蒺藜苜蓿AP2/ERF转录因子ERM1在促进豆科植物菌根共生中的应用。
[0010]所述的豆科植物包括苜蓿、百脉根、大豆、豌豆、花生、菜豆、绿豆、赤豆、蚕豆、豇豆、紫云英、甘草和黄芪。
[0011]所述菌根的菌，是真菌，具体地为菌根真菌，所述菌根的根包括豆科植物的自然根系与毛状根。
[0012]本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果：
[0013]本专利技术克隆了蒺藜苜蓿AP2/ERF转录因子ERM1的cDNA序列，虽然基因ERM1所属的AP2/ERF基因家族在拟南芥及苜蓿等植物中已有部分成员被克隆及报道，但其在豆科植物与丛枝菌根真菌共生方面的功能研究还不是很清楚。本专利技术的ERM1基因对苜蓿与丛枝菌根真菌的共生具有显著的促进作用，这对阐明ERM1基因在豆科植物与菌根真菌共生中的生物学功能，从而调控植物与菌根真菌之间的共生有着重要的意义，为采用生物强化手段提高豆科作物共生效率提供了研究基础和科学依据。
附图说明
[0014]图1为ERM1在菌根真菌R.irregularis侵染后3，7，14，21，28及35天的表达；
[0015]图2为ERM1蛋白的细胞定位分析；
[0016]图3为ERM1的蛋白结构模式图；
[0017]图4为ERM1
‑
OE转基因植株的共生表型分析；
[0018]图5为ERM1
‑
RNAi突变体的共生表型分析。
具体实施方式
[0019]下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。除非另行定义，下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件如Sambrook等人，分子克隆：实验室指南(New York：Cold Spring Harbor Laboratory Press)中所述的条件，或按照制造厂商所建议的条件。实施例中所用到的各种常用化学试剂，均为市售产品。所用引物合成及测序工作由生工(上海)生物技术有限公司完成。
[0020]文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本专利技术中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。
[0021]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。
[0022]实施例1.蒺藜苜蓿ERM1基因对丛枝菌根的响应
[0023]分别准备含有或不含菌根真菌的沙：珍珠岩体积比为1:1的穴盘，种植野生型A17
生态型苜蓿材料(种子获自上海植物生理生态研究所)。在接种菌根真菌R.irregularis进行侵染后的不同时期(3、7、14、21、28、35、42天)，通过墨水染色在显微镜下观察并统计菌根的侵染效率，据此分别收集菌根侵染组与非侵染对照组的苜蓿根的样品，置于液氮中研碎，使用Trizol试剂提取总RNA，使用Takara试剂公司TaKaRa D6110A试剂盒合成cDNA第一链，具体详见操作说明书。以得到的cDNA片段为模板，以M.truncatula Elong本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蒺藜苜蓿AP2/ERF转录因子ERM1，其编码基因的DNA序列为SEQ ID NO.1所示核苷酸序列，其蛋白序列为SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列。2.一种权利要求1所述蒺藜苜蓿AP2/ERF转录因子ERM1在提高豆科植物菌根定植效率，促进菌根共生上的应用。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：姜伊娜，王双双，张强，卢磊，夏远君，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：