本发明专利技术公开了一种调控细胞程序性死亡的花生衰老基因及编码序列与应用，从花生根尖提取RNA，克隆到花生衰老基因AhSAG，其ORF为编码序列474bp，编码157aa的cDNA序列；AhSAG来源于铝诱导花生根尖发生细胞程序性死亡的花生根尖分生组织，它是衰老诱导增强型基因，诱导激活促进植物早衰。本发明专利技术提供的花生衰老基因可以在烟草中表达，可用于调控植物细胞对环境变化的适应力以及维持细胞内环境稳定和合成能力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于植物基因工程
，具体涉及调控细胞程序性死亡的花生衰老基因AhSAG及编码序列与应用。
技术介绍
在植物中，细胞死亡是一种常见的现象，是高度专一的细胞发育过程中的一部分。在这个过程中，植物细胞受到外在和内在信息(外在环境、发育信号、代谢环境等)的刺激，改变细胞命运，引起细胞死亡。细胞死亡表现为两种类型细胞坏死(Cell necrosis)和细胞程序性死亡(PCD)。细胞坏死，通常是由于偶然的外界因素如受热或药物等极度刺激引起的溶酶体颗粒的释放，导致细胞自溶死亡，是一种非正常的死亡。PCD是指受基因编码指令调控的一系列有序的分子事件，是一种主动的、生理性的细胞死亡过程。迄今为止，已在高等植物中发现了许多P⑶事件，包括植物发育过程中的P⑶和环境诱导P⑶,主要有植物病原物互作引发的过敏反应(hypersensitive response, HR)、根皮层细胞死亡、珠心细胞退化、糊粉层细胞退化、通气组织形成、体细胞胚胎发生、根冠细胞死亡、单性花形成、大孢子消失、花药壁开裂等。植物PCD与动物细胞凋亡相似细胞膜保持完整性和收缩，类半胱氨酸蛋白酶(Cysteine-containing Aspartate-specific proteases, caspasess)参与，DNA分割成核仁小体梯状等。但由于动植物在细胞形态及生理功能上存在显著差别，所以植物PCD与动物细胞凋亡的差异较大。在植物中，液泡在PCD中起重要作用，一般采取自噬的方式，但动物细胞凋亡最为典型的特征是形成凋亡小体，并被其它细胞吞噬。细胞衰老是一种P⑶现象，指细胞对环境变化的适应力以及维持细胞内环境稳定和合成能力的降低，如在亚细胞结构上叶绿体和其他细胞器的有序衰退；代谢水平上细胞内大分子的降解、动员；基因水平上衰老相关基因SAGs的激活和表达。衰老很大程度上被认为是植物生长发育的最后调节因素，衰老的快慢直接影响到植物生长，影响农作物产量，叶片早衰被认为是农作物低产的重要原因。紫外、温度、干旱、病菌等逆境胁迫可促进植物发生早衰，从而引起植物体内能源的再分配(Kim H J. 2007. Molecular regulationof leaf senescence. In senescence Processes in Plants,231—255. Lim P 0. 2007. Leafsenescence. Annu Rev Plant Biology58 :115_136)。因此,推测逆境胁迫与衰老密切相关。与衰老有关基因包括了衰老上调基因和衰老下调基因。衰老上调基因或称衰老相关基因(senescence-associated genes, SAGs)是指一些未曾在功能叶片中表达或低水平表达的基因在衰老期间被激活，mRNA水平随叶片衰老而提高，即表达上调。衰老下调基因是指衰老过程中，受到抑制而低水平表达，甚至不表达，相应mRNA水平下降的一类基因。采用差异筛选和差减杂交检测绿叶和衰老叶片的mRNA构建cDNA文库，发现叶片RNA总量下降，而某些基因的表达量反而逐渐升高(刘莉.2008.水稻叶片衰老特异性启动子的克隆和利用及剑叶早期衰老上升表达基因的鉴定.[学位论文].广州华南农业大学)。在模式植物拟南芥的全基因组范围内鉴定了大量SAG，用包含24，000个基因的Affymetrix芯片杂交拟南芥衰老时期转录体，发现其中约800个基因呈上升、表达(Gepstein S, Sabehi G, Carp MJ. 2003. Large-scale identification of leafsenescence-associated genes. Plant Journal 36 629~642 ；Andersson A, KeskitaloJ, Sjodin A. . 2004. A transcriptional timetable of autumn senescence. GenomeBiology 5 R24 ；Lin J F,ffu S H. 2004. Molecular events in senescencing Arabidopsisleaves. Plant Journal 39 612-638 ；Buchanan-ffollaston V, Page T, Harrison E.2005. Comparative transcriptome analysis reveals significant differencesin gene expression and signaling pathways between developmental and dark/starvation-induced senescence in Arabidopsis. Plant Journal 42(4) :567_85 ;vander Graff E, Schwacke R. 2006. Transcription analysis of Arabidopsis membranetransporters and hormone pathways during developmental and induced leafsenescence. Plant Physiology 141 :776_792 ;Guo F, Grawford N M. 2005.Arabidopsisnitric oxide synthasel is targeted to motochondria and protects againstoxidative damage and dark-induced senescence. Plant Cell 17 :3436_3450)。 Buchanan-Wollaston等用基因芯片大规模比较了拟南芥叶片自然衰老和饥饿诱发悬浮细胞PCD的表达情况，发现827个自然衰老上升的基因中仅有326个同时是在悬浮细胞中的 PCD 增强表达(Buchanan-Wollaston V,Page T, Harrison E. 2005. Comparativetranscriptome analysis reveals significant differences in gene expressionand signaling pathways between developmental and dark/starvation-inducedsenescence in Arabidopsis. Plant Journal 42(4) :567_85)。推测衰老细胞中细胞死亡包含的PCD过程与植物生长发育过程中的其他类型PCD交错相连。目前未见花生衰老基因AhSAG公布过。
技术实现思路
本专利技术的目的为了调控植物细胞对环境变化的适应力以及维持细胞内环境稳定和合成能力，提供一种调控细胞程序性死亡的花生衰老基因及编码序列与应用。本专利技术是这样实现的一种调控细胞程序性死亡的花生衰老基因及编码序列，从花生根尖提取RNA得到衰老基因AhSAG，其ORF的碱基序列为474bp，编码157aa的cDNA序列，其碱基序列如S本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种调控细胞程序性死亡的花生衰老基因及编码序列，其特征在于从花生根尖提取RNA得到衰老基因其ORF编码序列为474bp，编码157aa的cDNA序列，其碱基序列如SEQ ID NO. I所示。2.根据权利要求I所述的调控细胞程序性死亡的花生衰老基因及编码序列，其特征在于所述来源于铝诱导花生根尖发生细胞程序性死亡的花生根尖分生组织。3.根据权利要求I所述的调控细胞程序性死亡的花生衰老基因及编码序列，其特征在于所述的编码氨基酸序列如SEQ ID NO. 2所示。4.根据权利要求I或3所述的调控细胞程序性死亡的花生衰老基因及编码序列，其特征在于所述是衰老诱导增强型基因，在浓度小于20 μ mol/L Al处理时基因在花生耐铝性品种和铝敏感品种中的表达很低；浓度在2(Γ100 μ mol/L Al处理时，AhSAG基因表达量显著升高，铝敏感品种表达量高于耐铝性品种表达量；在浓度lOOlOOymol/LAl处理时，AhSAG超表达，耐铝性品种和铝敏感品种均出现细胞程序性死亡现象，促进植物早衰。5.一种包含权利要求I或3所述的调控细胞程序性死亡的花生衰老基因及编码蛋白序列的重组表达载体，其特征在于所述重组表达载体是通过将基因导入载体PBI121-GFP 得到。6.根据权利要求5所述的包含调控细胞程序性死亡的花生衰老基因及编码序列的重组表达载体，其特征在于所述重组表达载体为正义载体或反义载体，是利用正义引物或反义引物通过PCR扩增基因然后克隆到载体PTG19-T上，经过酶切后导入载体PBI121-GFP中而得到，用于植物的正义植物表达载体pBI121-GFPjAS^，反义植物表达载体pBI121-GFP-a...
【专利技术属性】
技术研发人员：詹洁，何龙飞，何虎翼，王天菊，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：
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