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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于基因工程,具体涉及用于调控植物腺体毛的形成和次级代谢物含量的方法。
技术介绍
1、80%的陆生植物都存在表皮毛。表皮毛不仅在提高植物抵抗干旱、紫外刺激、机械刺激等非生物逆境中发挥重要作用,也在植物提高对植食性甲虫、螨类等生物胁迫中发挥重要作用。表皮毛根据细胞数目可以分为单细胞表皮毛和多细胞表皮毛。其中,在一部分多细胞表皮毛的顶端会分化出腺体,因此又将这一部分的表皮毛称为腺体毛。腺体可以合成和分泌次级代谢物,例如:抗疟疾的青蒿素主要在青蒿的腺毛中合成;具有镇痛抗炎作用的大麻素主要在大麻的腺体中合成;番茄的腺毛可以合成酰基糖和石竹烯等抗虫和驱虫物质。因此,适当增加腺体的数量是提高植物次级代谢物产量和抗逆性的重要手段之一。
2、目前已经发现了很多可以增加表皮毛数量的基因,但是这些基因并不能特异的改变腺体毛和次级代谢物。本专利技术发现敲除gcr1和gcr2其中的一个或者同时敲除这两个基因或者表达sltoe1、sltoe2和sltoe3基因其中之一不仅可以使非腺毛转化成腺毛,还能使腺毛顶端的腺体细胞数量增加,进而促进次级代谢物的含量。
技术实现思路
1、本专利技术提供了用于调控植物腺体毛的形成和次级代谢物含量的方法。通过敲除或者操纵gcr1、gcr2、sltoe1、sltoe2和sltoe3基因的表达进而促进或者抑制或者改变腺体毛的数量和比例,进而改变次级代谢物的含量和比例,进而达到获得更多的次级代谢、提高植物的抗逆性或者降低次级代谢的含量的目的。
2、
3、用于调控植物腺体毛形成和次级代谢物含量的方法,所述方法为对植物中的gcr1基因、gcr2基因、sltoe1基因、sltoe2基因、sltoe3基因中的一个或多个进行调控。
4、进一步的,将植物中的gcr1基因或gcr2基因单独进行敲除突变,可以促进植物指状非腺毛转化为指状腺毛。
5、进一步的,将植物中的gcr1基因和gcr2基因同时进行敲除突变,可以促进植物指状非腺毛转化为指状腺毛,同时可以增加植物盾状腺毛的腺体数目,同时可以促进植物指状腺毛的柄细胞产生分支且顶细胞分化为腺体,同时可以提高植物酰基转移酶相对表达量,同时可以提高植物总酰基糖含量,同时可以提高植物抗虫性。
6、进一步的,在植物表皮毛细胞中特异过表达gcr1基因,可以抑制植物指状腺毛和盾状腺毛的形成,同时可以降低植物抗虫性。
7、进一步的,在植物表皮毛细胞中特异过表达sltoe1基因、sltoe2基因或sltoe3基因,可以促进植物指状表皮毛转化为腺毛,同时可以提高植物总酰基糖含量。
8、进一步的,上述植物为茄科植物、菊科植物、桑科植物或其他具有表皮毛的植物,包括但不限于烟草、番茄、青蒿、大麻。
9、进一步的,上述植物为番茄;番茄gcr1基因的核苷酸序列如seq id no.1所示,番茄gcr1基因编码的蛋白质序列如seq id no.2所示,番茄gcr1基因的上游启动子序列如seqid no.3所示;番茄gcr2基因的核苷酸序列如seq id no.4所示,番茄gcr2基因编码的蛋白质序列如seq id no.5所示,番茄gcr2基因的上游启动子序列如seq id no.6所示;番茄sltoe1基因的核苷酸序列如seq id no.7所示,番茄sltoe1基因编码的蛋白质序列如seqid no.8所示,番茄sltoe1基因的上游启动子序列如seq id no.9所示;番茄sltoe2基因的核苷酸序列如seq id no.10所示,番茄sltoe2基因编码的蛋白质序列如seq id no.11所示,番茄sltoe2基因的上游启动子序列如seq id no.12所示;番茄sltoe3基因的核苷酸序列如seq id no.13所示,番茄sltoe3基因编码的蛋白质序列如seq id no.14所示,番茄sltoe3基因的上游启动子序列如seq id no.15所示。
10、进一步的,番茄gcr1基因的上游启动子、番茄gcr2基因的上游启动子在番茄表皮毛细胞中特异表达,番茄sltoe1基因的上游启动子、番茄sltoe2基因的上游启动子、番茄sltoe3基因的上游启动子在番茄腺体毛的腺体结构中表达。
11、本专利技术的有益之处在于:
12、植物的腺体毛可以合成和分泌各种次级代谢物。本专利技术提供了多种调控植物腺体毛的数量的方法,进而调控次级代谢物的含量。本专利技术提供了gcr1、gcr2、sltoe1、sltoe2和sltoe3五个调控腺体和腺体毛数量的基因;通过改变其中的一个基因或者同时改变两个基因的表达可以调控植物腺体和腺体毛的数量。此专利技术可用于利用生物技术培育高抗品种、培育次级代谢物含量增加或者减少的品种。本专利技术的方法适用于茄科、菊科、桑科和其他具有表皮毛的植物,包括但不限于烟草、番茄、青蒿和大麻。
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1.用于调控植物腺体毛形成和次级代谢物含量的方法,其特征在于:所述方法为对植物中的GCR1基因、GCR2基因、SlTOE1基因、SlTOE2基因、SlTOE3基因中的一个或多个进行调控。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:将植物中的GCR1基因或GCR2基因单独进行敲除突变,促进植物指状非腺毛转化为指状腺毛。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:将植物中的GCR1基因和GCR2基因同时进行敲除突变,可以促进植物指状非腺毛转化为指状腺毛,同时可以增加植物盾状腺毛的腺体数目,同时可以促进植物指状腺毛的柄细胞产生分支且顶细胞分化为腺体,同时可以提高植物酰基转移酶相对表达量,同时可以提高植物总酰基糖含量,同时可以提高植物抗虫性。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:在植物表皮毛细胞中特异过表达GCR1基因,可以抑制植物指状腺毛和盾状腺毛的形成,同时可以降低植物抗虫性。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:在植物表皮毛细胞中特异过表达SlTOE1基因、SlTOE2基因或SlTOE3基因,可以促进植物指状表皮毛转化为腺
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述植物为茄科植物、菊科植物、桑科植物或其他具有表皮毛的植物,包括但不限于烟草、番茄、青蒿、大麻。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于:所述植物为番茄;番茄GCR1基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示,番茄GCR1基因编码的蛋白质序列如SEQ ID NO.2所示,番茄GCR1基因的上游启动子序列如SEQ ID NO.3所示;番茄GCR2基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.4所示,番茄GCR2基因编码的蛋白质序列如SEQ ID NO.5所示,番茄GCR2基因的上游启动子序列如SEQ ID NO.6所示;番茄SlTOE1基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.7所示,番茄SlTOE1基因编码的蛋白质序列如SEQ ID NO.8所示,番茄SlTOE1基因的上游启动子序列如SEQ ID NO.9所示;番茄SlTOE2基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.10所示,番茄SlTOE2基因编码的蛋白质序列如SEQ ID NO.11所示,番茄SlTOE2基因的上游启动子序列如SEQ ID NO.12所示;番茄SlTOE3基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.13所示,番茄SlTOE3基因编码的蛋白质序列如SEQID NO.14所示,番茄SlTOE3基因的上游启动子序列如SEQ ID NO.15所示。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于:番茄GCR1基因的上游启动子、番茄GCR2基因的上游启动子在番茄表皮毛细胞中特异表达,番茄SlTOE1基因的上游启动子、番茄SlTOE2基因的上游启动子、番茄SlTOE3基因的上游启动子在番茄腺体毛的腺体结构中表达。
...【技术特征摘要】
1.用于调控植物腺体毛形成和次级代谢物含量的方法,其特征在于:所述方法为对植物中的gcr1基因、gcr2基因、sltoe1基因、sltoe2基因、sltoe3基因中的一个或多个进行调控。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:将植物中的gcr1基因或gcr2基因单独进行敲除突变,促进植物指状非腺毛转化为指状腺毛。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:将植物中的gcr1基因和gcr2基因同时进行敲除突变,可以促进植物指状非腺毛转化为指状腺毛,同时可以增加植物盾状腺毛的腺体数目,同时可以促进植物指状腺毛的柄细胞产生分支且顶细胞分化为腺体,同时可以提高植物酰基转移酶相对表达量,同时可以提高植物总酰基糖含量,同时可以提高植物抗虫性。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:在植物表皮毛细胞中特异过表达gcr1基因,可以抑制植物指状腺毛和盾状腺毛的形成,同时可以降低植物抗虫性。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:在植物表皮毛细胞中特异过表达sltoe1基因、sltoe2基因或sltoe3基因,可以促进植物指状表皮毛转化为腺毛,同时可以提高植物总酰基糖含量。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述植物为茄科植物、菊科植物、桑科植物或其他具有表皮毛的植物,包括但不限于烟草、番茄、青蒿、大麻。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于:所述...
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