一种沉默抑制因子RhHDP2及其应用

    专利查询2026-07-27  27


    本发明涉及分子生物,尤其涉及一种沉默抑制因子rhhdp2及其应用。


    背景技术:

    1、月季切花是全球最重要的商品切花之一,占世界切花贸易总额的1/3以上,花朵的正常发育是决定其观赏价值和经济价值的关键。切花月季周年生产中,一、四季度常遭受低温侵害,影响月季花器官发育,造成月季雄蕊瓣化严重、花瓣畸形、花瓣不正常开放,极大地削弱切花月季的商业价值,降低鲜切花产业产值。

    2、为了进一步探究rhhdp2的基因功能,在月季‘萨曼莎’中瞬时沉默rhhdp2发现,沉默植株雄蕊瓣化较对照组明显加重,畸形花瓣数量增加;瞬时过表达rhhdp2,瓣化雄蕊数量相比对照组略有减少。

    3、在月季花芽发育早期花器官分化尚未完全完成,12℃的低温处理会导致月季花朵发育畸形,其花瓣数量明显多于正常花(moe,1971)。在一定范围内,温度越低伴随着花瓣数量的增多和雄蕊数量的减少(zieslin et al.,1992)。野生型月季为单瓣品种,通常为5瓣花,而现代月季大多为重瓣花,这一特征是由月季雄蕊向花瓣的同源转化所导致,且与花发育c类基因rhag的表达区域的变化有关(dubois et al.,2010)。将月季‘芬德拉’进行低温处理,石蜡切片观察发现,低温处理推迟了月季雄蕊原基与雌蕊原基的分化时间,从而使花瓣的发育时间延长,花朵呈现“双心”,雄蕊向花瓣的过度形态数量明显增多,产生过度重瓣现象(范天刚et al.,2014)。同时也提示‘芬德拉’在低温下出现过度重瓣是由c类基因rhag在低温处理下表达降低所导致的(范天刚,2014;田亚然et al.,2016)。

    4、表观遗传方面有研究进一步证明,低温下rhag启动子区域chh序列甲基化水平显著上升,这可能是导致低温月季花器官c类基因rhag表达降低的直接原因。c类基因的表达缺陷使a类基因在第三轮花器官中过度积累,进而造成雄蕊向花瓣的同源转化,产生重瓣现象(ma et al.,2015)。

    5、目前研究中,涉及低温调控花器官发育的分子机理报道较少,缺乏一种沉默抑制因子rhhdp2及其在调控低温下月季花瓣发育的应用。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种沉默抑制因子rhhdp2调控低温下月季花瓣发育的应用。

    2、为了解决现有技术的问题,本发明提供了如下技术方案:第一方面,本技术提供一种沉默抑制因子rhhdp2;

    3、第二方面,本技术提供一种沉默抑制因子rhhdp2编码的蛋白;

    4、第三方面,本技术提供一种在低温下调控雄蕊过度瓣化的蔷薇科植物的制备方法;

    5、第四方面,本技术提供一种沉默抑制因子rhhdp2和编码蛋白在低温下调控蔷薇科植物花瓣发育中的应用。

    6、本发明的一种沉默抑制因子rhhdp2,沉默抑制因子rhhdp2的核苷酸序列如seq idno.1所示。

    7、本发明的一种沉默抑制因子rhhdp2编码的蛋白,沉默抑制因子rhhdp2编码的蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示。

    8、本发明的一种在低温下调控雄蕊过度瓣化的蔷薇科植物的制备方法,包括如下步骤:

    9、(1)获得沉默抑制因子rhhdp2基因的核苷酸序列及氨基酸序列;

    10、(2)用rt-pcr获得沉默抑制因子rhhdp2片段;

    11、(3)用荧光定量pcr的方法分析沉默抑制因子rhhdp2在逆境胁迫时的表达谱,将rhhdp2基因片段构建到trv2质粒载体中;

    12、(4)利用电击法将步骤(3)得到的带有rhhdp2的质粒转化农杆菌;

    13、(5)将带有转化质粒的农杆菌转化目标植物;

    14、(6)目标植物转基因阳性苗的鉴定;

    15、(7)目标植物转基因t2代阳性纯合植株的筛选;

    16、(8)转基因纯合植株的抗逆分析。

    17、进一步地,在步骤(3)中,将rhhdp2去掉终止密码子的cds构建在super1300-gfp/super1300-flag载体xbai、kpni两个酶切位点之间,以获得super:rhhdp2-flag以及super:rhhdp2-gfp;将同一序列构建在ops-trv2-gfp载体kpni酶切位点处,获得ops-trv-rhhdp2。

    18、进一步地,在步骤(5)中,目标植物为月季。月季作为经济价值极高的观赏作物,其观赏价值主要体现在花色、花型以及花香上。有研究报道低温导致月季‘芬德拉’雄蕊瓣化严重,畸形花瓣数量增多,从而造成花型品质的降低,大大降低其观赏价值及商业价值。但是对于低温导致月季花朵过度重瓣化的内在机制却知之甚少。本发明人发现rhhdp2基因在低温条件下表达量显著降低,且在花朵发育早期的各花器官中表达量较高。在月季‘萨曼莎’中,rhhdp2沉默株系的瓣化雄蕊数量明显增多,花瓣畸形严重,且花发育c类基因rhag表达量降低;rhhdp2瞬时过表达株系瓣化雄蕊数量略有减少。这些结论证明在低温条件下,rhhdp2响应低温胁迫表达下调,进而导致rhag表达量降低,从而影响月季雄蕊的发育。因此,本发明人通过研究发现了rhhdp2新的作用和机制,从而提供了一种通过改变rhhdp2在植物中的表达来调控花器官发育的方法。

    19、本发明的沉默抑制因子rhhdp2和编码蛋白在低温下调控蔷薇科植物花瓣发育中的应用。过表达rhhdp2基因或所述蛋白的表达可以减少低温造成的雄蕊瓣化。可通过提高所述基因或所述蛋白在植物中的表达,从而降低月季花瓣的畸形率。

    20、进一步地,蔷薇科植物为月季。

    21、进一步地,调控低温下月季雄蕊过度瓣化。

    22、有益效果:本发明提高月季花器官发育的稳定性:通过调控沉默抑制因子rhhdp2的表达,本发明能够在低温条件下减少月季花器官的畸形发育,如雄蕊瓣化现象,从而提高月季切花的观赏价值和商业价值。

    23、与现有技术相比,本发明具有如下优点:

    24、(1)本发明的一个与表观遗传相关的基因,harbinger transposon-derivedprotein 2(rhhdp2),初步验证发现rhhdp2在低温条件下表达水平降低。增强月季对低温环境的适应性:本发明的应用有助于月季在低温季节维持正常的花器官发育,增强了月季对不利气候条件的适应性。提高经济效益:通过提高月季切花的品质和产量,本发明有助于提高种植者的经济效益。

    25、(2)提供分子生物学调控手段:通过基因工程技术,本发明提供了一种新的分子生物学手段,用于调控月季花器官的发育过程。促进鲜切花产业的发展:通过提高月季切花的品质,本发明有助于提升鲜切花产业的产值,促进相关产业的经济发展。促进生物技术应用:本发明展示了生物技术在观赏植物改良中的应用潜力,推动了生物技术在农业领域的应用。

    26、(3)科学价值:本发明揭示了沉默抑制因子rhhdp2在月季花器官发育中的作用机制,为植物发育生物学和分子生物学研究提供了新的科学依据。操作简便:通过基因过表达或基因沉默技术,本发明提供了一种相对简便的操作手段,使得非专业人士也能在一定程度上进行月季花器官发育的调控。环境友好:本发明的应用减少了对化学药品的依赖,是一种环境友好型的调控方法。具有广泛应用前景:除了月季之外,本发明的原理和技术手段也有可能被应用于其他观赏植物的花器官发育调控,具有广泛的应用前景。


    技术特征:

    1.一种沉默抑制因子rhhdp2,其特征在于:所述沉默抑制因子rhhdp2的核苷酸序列如seq id no.1所示。

    2.一种沉默抑制因子rhhdp2编码的蛋白,其特征在于:所述沉默抑制因子rhhdp2编码的蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示。

    3.一种在低温下调控雄蕊过度瓣化的蔷薇科植物的制备方法,其特征在于包括如下步骤:

    4.根据权利要求3所述的在低温下调控雄蕊过度瓣化的蔷薇科植物的制备方法,其特征在于:在步骤(3)中,将rhhdp2去掉终止密码子的cds构建在super1300-gfp/super1300-flag载体xbai、kpni两个酶切位点之间,以获得super:rhhdp2-flag以及super:rhhdp2-gfp;将同一序列构建在ops-trv2-gfp载体kpni酶切位点处,获得ops-trv-rhhdp2。

    5.根据权利要求4所述的在低温下调控雄蕊过度瓣化的蔷薇科植物的制备方法,其特征在于:在步骤(5)中,所述目标植物为月季。

    6.权利要求1所述的沉默抑制因子rhhdp2和权利要求2所述的编码蛋白在低温下调控蔷薇科植物花瓣发育中的应用。

    7.根据权利要求7所述的应用,其特征在于:所述蔷薇科植物为月季。

    8.根据权利要求7所述的应用,其特征在于:调控低温下月季雄蕊过度瓣化。


    技术总结
    本发明公开了一种沉默抑制因子RhHDP2及其应用,本发明的一种沉默抑制因子RhHDP2,沉默抑制因子RhHDP2的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。本发明的一种沉默抑制因子RhHDP2编码的蛋白,沉默抑制因子RhHDP2编码的蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。本发明提高月季花器官发育的稳定性:通过调控沉默抑制因子RhHDP2的表达,本发明能够在低温条件下减少月季花器官的畸形发育,如雄蕊瓣化现象,从而提高月季切花的观赏价值和商业价值。

    技术研发人员:周晓锋,侯佳林,马男,高俊平
    受保护的技术使用者:中国农业大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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