[发明专利]短日照敏感型细胞死亡SSD1基因及其编码蛋白与应用

说明书

技术领域

本发明涉及植物基因工程领域，具体为一种短日照敏感型细胞死亡SSD1基因及其编码蛋白与应用。

背景技术

细胞死亡是生物体的一种常见的生命现象。细胞因受到严重损伤而累及胞核时，呈现代谢停止、结构破坏和功能丧失等不可逆性变化，此即细胞死亡。一般来讲，细胞死亡可分为两种类型：生理性死亡(physiological cell death)和非生理性死亡(nonphysiological cell death)。生理性死亡是由细胞内的死亡程序所控制的细胞死亡，生物在其生长发育及形态建成过程中，利用生理性死亡控制细胞的数目，或作为一种防御机制清除被感染、被诱变或被损伤的细胞。非生理性死亡是生物在生长发育过程中由于意外的外界因素如激光照射、有毒物质伤害或营养缺乏等，或者由于生物体内的缺陷如产生ATP的酶突变，或者突变后的基因产物对细胞具有毒害作用等原因引起的细胞死亡(Vaux and Korsmeyer,1999)。因此，导致生物体细胞死亡的机制非常复杂。

目前关于植物细胞死亡的遗传调控机制有了一定的进展，近年来的研究发现光周期也会调控植物的细胞死亡。在拟南芥中，Dietrich等筛选了一系列受光照调控的细胞死亡突变体，其中lsd1和lsd3的细胞死亡在短日照条件下受到抑制，而lsd2和lsd5的细胞死亡在长日照条件下受到抑制(Dietrich et al.,1994)；Ishikawa等分离出的三个细胞死亡突变体，其中len1和len3只在短日照条件下导致细胞死亡(Ishikawa et al.,2003;Ishikawa et al.,2006)，而lin2在所有的生长条件下都会发生细胞死亡，但在长日照条件下较严重(Ishikawa et al.,2001)；突变体atips1是肌醇合成的关键酶基因发生突变，同时其细胞死亡依赖于光照长度(Meng et al.,2009)；flu1突变体在由黑暗转为光照培养时，也会迅速表现出白化和坏死(Meskauskiene et al.,2001)。

发明内容

针对以上的背景技术，本发明提供一种短日照敏感型细胞死亡SSD1基因及其编码蛋白与应用，所述SSD1基因具有如SEQ ID NO：1所示的序列。

其中，所述SSD1基因编码序列如SEQ ID NO：3所示，其编码的氨基酸序列如SEQ ID NO：5所示。

其中，所述SSD1基因的应用，是SSD1基因在光周期调控植物细胞死亡中的应用。

其中，所述SSD1基因的应用，是SSD1基因在转基因植物中的应用。

其中，所述SSD1基因的应用，是该基因的功能丧失在光周期调控植物细胞死亡中的应用。

其中，所述SSD1基因的应用，是植物中其同源基因的研究在光周期调控植物细胞死亡中的应用。

本发明是以模式植物拟南芥为试验材料，通过筛选EMS诱变的突变体库，在短日照条件下筛选得到一个细胞死亡突变体，命名为短日照敏感型细胞死亡突变体(short-day sensitive cell death mutant 1,ssd1）。

采用图位克隆法分离SSD1基因，并发现了该基因突变位点。实验结果表明，SSD1基因的突变在短日照条件下导致了细胞的死亡，SSD1基因是拟南芥在短日照条件下生长所必需的，且在植物中具有广泛的同源性。进一步，本发明通过试验表明，SSD1基因具有在短日照条件下调控植物细胞死亡的功能，该基因生物学功能的发现以及同源基因的相关研究有助于深化光周期调控植物细胞死亡的研究，对探讨植物细胞死亡的分子机理具有重要的科学意义，同时对短日照地区作物品种改良具有重要的应用价值。

附图说明

图1是短日照条件下ssd1突变体和野生型（Col-0）的表型图（Bar=5cm）。

图2是短日照条件下ssd1突变体的白化死亡的茎杆、叶片及果荚图（Bar=1cm）。

其中：左图为茎杆；右上图为叶片；右下图为果荚。

图3是ssd1突变体在MS培养基（含1%蔗糖）上的种子萌发及幼苗的白化死亡表型图。

其中：LD表示长日照；SD表示短日照；d为天数；

四副小图皆为野生型（Col-0）与ssd1突变体的对照图，左侧为野生型，右侧为ssd1突变体。

图4是转基因植株的互补验证图。