OsPSE1基因在調(diào)節(jié)植物衰老中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于基因工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及你/^￡7基因在調(diào)節(jié)植物衰老中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 植物衰老是由植物生育時期決定的一個從細(xì)胞水平到組織、器官乃至植物整體水 平的逐漸老化死亡的過程，是植物發(fā)育的最終階段。植物衰老死亡首先表現(xiàn)在葉片上，因為 葉片是植物利用光能、合成有機化合物的重要場所，葉片的衰老會直接降低作物的光合作 用、生物量的積累。因而葉片是研究植物衰老的重要表型。
[0003] 植物衰老不僅受到內(nèi)部基因的表達(dá)調(diào)控，同時受到植物生長外部環(huán)境的影響。近 年來采用多種分子克隆方法，研究衰老相關(guān)的突變體，分離了若干衰老相關(guān)的基因，使人們 對植物衰老的分子機理認(rèn)識有了很大進(jìn)展。目前，已知的衰老相關(guān)基因大致可分為四類：第 一類是激素類相關(guān)基因，激素信號途徑在葉片衰老的過程中發(fā)揮著極其重要的作用，包括 細(xì)胞分裂素、赤霉素、乙烯、脫落酸、生長素等的相關(guān)基因；第二類是編碼轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子的基 因，試驗證明在葉片衰老發(fā)生時，大量轉(zhuǎn)錄因子基因的表達(dá)發(fā)生上調(diào)。已知轉(zhuǎn)錄因子家族包 括NAC家族，WRKY家族，C2H2-type鋅指蛋白家族，AP2/EREBP家族，和MYB蛋白家族；第三 類是編碼與能量合成與轉(zhuǎn)運相關(guān)蛋白的基因，包括與光合作用有關(guān)的基因，與蔗糖運輸有 關(guān)的基因等；第四類是參與生物大分子降解的相關(guān)基因，如蛋白質(zhì)降解、氨基酸代謝和脂類 降解相關(guān)基因等。
[0004] 迄今為止，水稻中已經(jīng)定位了近200個控制持綠性和葉綠素降解相關(guān)的QTLs。另 外通過抑制差減雜交法和圖位克隆法已經(jīng)克隆到超過20個衰老相關(guān)基因，這些基因分布 于除了 3號和6號染色體外的其他10條染色體上。其中和5·#分別為同一個基 因的等位突變體，均編碼葉綠體轉(zhuǎn)運肽，包含三個跨膜結(jié)構(gòu)域，作用是延遲葉綠素的降解； 編碼CCCH-型鋅指蛋白，在葉片衰老和幼穗分化時期表達(dá)，調(diào)節(jié)自然衰老和參與茉 莉酸介導(dǎo)的葉片衰老途徑和花粉發(fā)育的調(diào)控途徑；7W7基因的突變使得葉綠體合成的最 后一步脂化反應(yīng)受損，幼苗期葉片黃化；/IFd編碼葉綠素 b氧化還原酶，能有效抑制捕光 系統(tǒng)復(fù)合體2和類囊體膜的降解基因所編碼的蛋白與NYCl有很高的同源性，但是沒 有跨膜結(jié)構(gòu)域，該基因突變后的表型與nycl極為相似，免疫共沉淀實驗證明NOL能與NYCl 相互作用，推測NOL與NYCl形成復(fù)合體并定位于類囊體膜上，組成葉綠素 b還原酶復(fù)合體； MZ57編碼一個水稻過氧化氫酶OsCATC，突變導(dǎo)致葉片中過氧化氫含量增高，激活了硝酸還 原酶并促發(fā)NO的產(chǎn)生，從而誘導(dǎo)水稻葉片早衰；滿P 的'別編碼GABA ( Y-氨基 丁酸）轉(zhuǎn)氨酶和編碼堿性牛乳糖，二者特異在衰老時期的葉片中表達(dá)，在莖桿和根里幾乎不 表達(dá)；編碼氨基轉(zhuǎn)移酶；呵能編碼支鏈α -酮酸脫氫酶；06755可能編碼丙氨 酸-乙醛酸氨基轉(zhuǎn)移酶；可能編碼4-羥基苯雙加氧酶；公可能編碼三酰輔酶A 硫解酶；你貨5可能編碼異檸檬酸裂解酶；能編碼天冬氨酸蛋白酶；可能 編碼dTDP-葡萄糖4，6脫水酶；flsWJPST能編碼種子蛋白；必可能編碼鹽誘導(dǎo)蛋 白；可能編碼聚糖醒酸酶同功酶1的β亞基；未知。
[0005] 水稻L )是世界最重要的糧食作物之一，也是我國的第一大農(nóng)作 物，在全球糧食生產(chǎn)和消費中占有極其重要的地位。水稻在抽穗到結(jié)實期間，葉片提前衰老 會縮短葉片功能期和籽粒灌漿時間，影響籽粒發(fā)育，導(dǎo)致干物質(zhì)積累減少并最終限制作物 產(chǎn)量和品質(zhì)的提高。防止水稻早衰是水稻栽培研究領(lǐng)域的重大課題，研究水稻衰老特別是 生育后期的功能性衰老過程的分子控制機理，不僅能夠加深我們對這一基礎(chǔ)生物學(xué)過程的 理解，并且能夠為延緩植物衰老，改善作物農(nóng)藝性狀提供有效的方法策略。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的首要目的是填補水稻防衰老研究分子機理的不足，提供基因在 調(diào)節(jié)植物衰老中的應(yīng)用。
[0007] 本發(fā)明的第二個目的是提供一種抗衰老轉(zhuǎn)基因植物的培育方法。
[0008] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的： 基因在調(diào)節(jié)植物衰老中的應(yīng)用，所述基因的序列如SEQ ID N0:1所示。
[0009] 進(jìn)一步地，所述植物為水稻，現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)對水稻的全基因組進(jìn)行了測序，發(fā)明人 首先是發(fā)現(xiàn)了一個表現(xiàn)為早衰的水稻植株，在該早衰植株的基礎(chǔ)上通過圖位克隆法克隆獲 得了 基因。
[0010] 同樣地，SEQ ID NO :2所述氨基酸序列的蛋白質(zhì)可用于調(diào)節(jié)植物衰老；編 碼的蛋白包含果膠裂解酶家族的保守結(jié)構(gòu)域Pec_lyase_C。
[0011] 優(yōu)選地，上述調(diào)節(jié)植物衰老為使早衰植物恢復(fù)正?；蜓泳徴Ｖ参锼ダ稀?br>[0012] 一種轉(zhuǎn)基因植物的培育方法，有方法A和方法B : 所述方法A包括以下步驟： 51. 在正常目的植物中，將SEQ ID NO: 1所述基因進(jìn)行過表達(dá)，得到轉(zhuǎn)基因植物； 52. 從Sl所得到的轉(zhuǎn)基因植物中篩選獲得與正常目的植物相比，衰老延遲的轉(zhuǎn)基因 植物； 所述方法B包括以下步驟： 51. 向早衰目的植物中導(dǎo)入SEQ ID NO :1所述基因，得到所述轉(zhuǎn)基因植物； 52. 從Sl所得到的轉(zhuǎn)基因植物中篩選獲得與早衰目的植物相比，恢復(fù)正常的轉(zhuǎn)基因 植物。
[0013] 本發(fā)明所述的基因序列可以連接到任何一種植物轉(zhuǎn)化載體，用任何一種 轉(zhuǎn)化方法將基因?qū)肽康闹参铮瑥亩@得表達(dá)所述基因的轉(zhuǎn)基因品種。
[0014] 本發(fā)明所述的基因構(gòu)建到植物轉(zhuǎn)化載體中，可以對所述基因或其調(diào)控序列作適當(dāng) 的修飾，也可以在其轉(zhuǎn)錄起始密碼子前用其它啟動子取代所述基因原有的啟動子，從而拓 寬對研究植物衰老及其如何影響植物生長發(fā)育的認(rèn)識和應(yīng)用。
[0015] 優(yōu)選地，上述轉(zhuǎn)基因植物的培育方法中，SEQ ID NO :1所述基因是通過含有所述 基因的重組表達(dá)載體導(dǎo)入目的植物的。
[0016] 更優(yōu)選地,所述重組表達(dá)載體中啟動SEQ ID NO :1所述基因轉(zhuǎn)錄的啟動子為組成 型啟動子或自身啟動子；具體地，所述組成型啟動子為Ubi或35S ;含有自身啟動子的自身 啟動子的你/^￡7的核苷酸序列