本发明专利技术公开了与植物表皮毛发育相关的蛋白及其编码基因与应用。本发明专利技术提供了一种与植物表皮毛发育相关的蛋白。本发明专利技术所提供的与植物表皮毛发育相关的蛋白，是如下1)或2)的蛋白质：1)由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；2)将序列表中序列1的氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物表皮毛发育相关的由1)衍生的蛋白质。本发明专利技术的实验证明异源CsTRY的过量表达可引起拟南芥叶片表皮毛的大量减少，且可使拟南芥中GLABRA2(GL2)、TRICHOMELESS1(TCL1)等基因的表达量显著下降。这表明CsTRY基因可能与拟南芥TRY基因一样，抑制了表皮毛的形成。本发明专利技术将在黄瓜品质改良中具有重要作用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物
中与植物表皮毛发育相关的蛋白及其编码基因与应用。
技术介绍
黄瓜(cucumissativus L.)是葫芦科(Cucurbitaceae)黄瓜属(cucumis) —年蔓生的草本植物。黄瓜作为世界十大重要的蔬菜作物之一，也是我国主栽蔬菜作物之一，占全国蔬菜面积的10%左右。目如已鉴定的品质基因多为感观品质基因，如果瘤有无、果刺颜色、果刺多少、果皮顔色和果皮组织结构等。我国的华北类型黄瓜果实上的果瘤和果刺大而且多，华南类型黄瓜果瘤和果刺大比较少，欧洲温室类型黄瓜无果瘤，果刺小而且少，被称为“水果”黄瓜，其市场价格为普通黄瓜的2-3倍。外观光滑的黄瓜污染少，清洗方便，食用卫生，是无公害蔬菜的理想品种。经检测表明无瘤少刺黄瓜果肉农药残留量比有瘤多刺的黄瓜低27%，果皮农药残留量低18%。表皮毛是大多数植物地上部分所具有的ー种特化的结构，它由表皮细胞发育而来，形态多样，有丝状、螺状、鱗片状、盾状、分枝状、头状、块状等。按不同的分类方法，可分为单细胞和多细胞的表皮毛，有分支和无分支的表皮毛，有腺体和无腺体的表皮毛，植物表皮毛具有一系列功能，如抵御UV的伤害，应对干旱胁迫，降低辐射热，保护植物免受毒素、草食动物、昆虫和病原菌的侵害等。此外，一些类型的表皮毛也有重要的经济价值，如棉纤维是锦葵科棉属植物的种籽上被覆的纤维，又称棉花，简称棉，是纺织エ业的重要原料。通过组织学观察发现，黄瓜的表皮毛为多细胞、有腺体或无腺体表皮毛，果实上的果刺与叶片上的刚毛形态结构一祥，均为多细胞无腺体的表皮毛。普通黄瓜植株的茎叶表面用肉眼即可看到一根根直立的刚毛，在解剖镜下观察，刚毛是由4-9个长形细胞组成，纵状排列成针状，基部的细胞膨大，顶端细胞呈针尖状，细胞壁角质化，刚毛硬而脆。黄瓜植株茎、叶、卷须、花萼、子房表面均覆有刚毛，多数子房表面有瘤状突起，瘤上有刺。瘤上有小刺,果实发育膨大,表面的瘤刺也随之长大。 模式植物拟南芥的表皮毛是由单个表皮原细胞发育而成的单细胞无腺体表皮毛；在植物表面这种由表皮细胞到表皮毛的分化不是随机发生的，而是有其严格的调控模式的；拟南芥的许多与表皮毛分化相关的突变体的其他性状并不发生变化。目前，拟南芥表皮毛的形成已经成为研究细胞形态建成的模式系统。拟南芥叶片表皮毛的发育是一个在时空上受到严格调控的过程，其发育涉及多个基因的參与。拟南芥表皮毛发育的正调控因子包括3类蛋白质由TRANSPARENTTESTAGLABRA I (TTGl)基因编码的 WD40 类蛋白、由 GLABRA1 (GLl)，MYB23 和 MYB5 编码的 R2R3MYB类转录因子以及由GLABRA3(GL3)和ENHANCER OF GLABRA3 (EGL3)编码的bHLH蛋白。这3个蛋白组成ー个三聚体复合物，决定表皮毛发育的起始。反向调控因子为由6个功能冗余的家族基因括编码的R3MYB类转录因子，这些基因包括CAPRCE (CPC)，TRIPTYCHON(TRY)，ENHANCER OF TRY AND CPCl (ETCl)，ETC2，ETC3and TRICHOMELESSI (TCLl)。拟南芥表皮毛起始发育模式的核心是GL1-GL3/EGL3-TTG1蛋白复合体驱动下游基因GL2的表达，使表皮细胞分化成为表皮毛。与GLl和GL3/EGL3类似，TRY在分裂的表皮细胞中表达，在表皮毛前体细胞中尤为活跃。前人研究表明TRY可以打乱GLl和GL3之间的互作，抑制GL1-GL3/EGL3-TTG1形成的数量。TRY基因编码的R3MYB蛋白可以通过竞争性地打破GLl蛋白和GL3蛋白之间的互作来阻碍GL1-GL3/EGL3-TTG1蛋白复合体的形成，导致GL2无法正常表达，从而抑制表皮毛的形成。try的突变体表现为表皮毛成簇生长，过表达TRY的拟南芥植株则表现为完全无毛，说明拟南芥TRY基因可以抑制表皮毛前体细胞周围的表皮细胞分化为表皮毛细胞。黄瓜、烟草、矮牵牛和番茄的表皮毛是多细胞的，而拟南芥表皮毛是单细胞的。前人研究发现黄瓜TTGl基因可以互补拟南芥ttgl突变体的表型；棉花TRY基因可以抑制烟草叶片表皮毛的发育；拟南芥GLl基因的过表达并不影响烟草表皮毛的形成；玉米中的一个R-1ike bHLH基因与玉米表皮毛的形成无关，它的过表达却可以使拟南芥的叶和茎上的表皮毛数量増加，但对烟草、矮牵牛和番茄表皮毛的形成却没有影响。这些研究结果说明单细胞和多细胞表皮毛的形成机制有相似之处，但又不尽相同。与单细胞表皮毛相比，多细胞表皮毛的形成机制可能更为复杂，还需要在更多的其它植物种类上研究分析表皮毛形成的机制。目前对TRY基因在黄瓜果刺这种多细胞表皮毛植物中是否存在的研究从未见报道。
技术实现思路
本专利技术的ー个目的是提供与植物表皮毛发育相关的蛋白及其编码基因。本专利技术所提供的与植物表皮毛发育相关的蛋白，名称为CsTRY，来源于黄瓜(Cumcumis sativus L.),是如下 I)或 2)的蛋白质I)由序列表中序列I所示的氨基酸序列组成的蛋白质；2)将序列表中序列I的氨基酸残基序列经过ー个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物表皮毛发育相关的由I)衍生的蛋白质。序列表中的序列I由82个氨基酸残基组成。所述与植物表皮毛发育相关蛋白的编码基因也属于本专利技术的保护范围。所述与植物表皮毛发育相关蛋白的编码基因为如下1)-3)中任一所述的基因I)序列表中序列2所示的DNA分子；2)在严格条件下与I)所示的DNA分子杂交且编码所述蛋白的基因；3)与I)或2)的基因具有90%以上的同源性且编码所述蛋白的基因。上述严格条件可为用6XSSC，0. 5% SDS的溶液，在65°C下杂交，然后用2XSSC，0.1 % SDS 和 I X SSC, 0.1 % SDS 各洗膜一次。序列表中的序列2由249个碱基组成，编码具有序列表中序列I所示的氨基酸残基序列的蛋白质。含有所述与植物表皮毛发育相关蛋白的编码基因的表达盒、重组表达载体、转基因细胞系或重组菌也属于本专利技术保护的范围。所述重组表达载体为在载体msl300的多克隆位点间插入所述与植物表皮毛发育相关蛋白的编码基因得到的重组表达载体。扩增所述与植物表皮毛发育相关蛋白的编码基因的全长或其任一片段的引物对也属于本专利技术的保护范围；所述引物对中，一条引物序列如序列表中序列3所示，另一条引物序列如序列表中序列4所示。本专利技术的另ー个目的是提供ー种培育转基因植物的方法。本专利技术所提供的培育转基因植物的方法，是将所述与植物表皮毛发育相关蛋白的编码基因转入目的植物中，得到与所述目的植物相比，表皮毛发育受抑制的转基因植物。 所述与植物表皮毛发育相关蛋白的编码基因是通过所述重组表达载体导入目的植物中。所述重组表达载体为在载体msl300的多克隆位点间插入所述与植物表皮毛发育相关蛋白的编码基因得到的重组表达载体。所述目的植物为双子叶植物；所述双子叶植物具体为拟南芥或黄瓜。所述表皮毛发育受抑制体现为与所述目的植物相比，所述转基因植物的表皮毛数目減少。本专利技术构建了与表皮毛发育相关基因CsTRY的过表达载体，并将其转入拟南芥中，证明异源CsTRY的过量表达可引起拟南芥叶片表皮毛的大量減少，且可使拟南芥本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种蛋白，是如下1)或2)的蛋白质：1)由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；2)将序列表中序列1的氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物表皮毛发育相关的由1)衍生的蛋白质。
【技术特征摘要】
1.ー种蛋白，是如下I)或2)的蛋白质 1)由序列表中序列I所示的氨基酸序列组成的蛋白质； 2)将序列表中序列I的氨基酸残基序列经过ー个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物表皮毛发育相关的由I)衍生的蛋白质。2.权利要求1所述蛋白的编码基因。3.根据权利要求2所述的编码基因，其特征在干所述编码基因为如下1)-3)中任一所述的基因 1)序列表中序列2所不的DNA分子； 2)在严格条件下与I)所示的DNA分子杂交且编码权利要求1所述蛋白的基因； 3)与I)或2)的基因具有90%以上的同源性且编码权利要求1所述蛋白的基因。4.含有权利要求2或3所述编码基因的表达盒、重组表达载体、转基因细胞系或重组菌。5.扩增权利要求2或3所述编码基因全长或其任一片段的引物对，所述引物对中，一...
【专利技术属性】
技术研发人员：任华中，谭峥，郭芳，刘兴旺，刘斌，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：
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