[发明专利]一种花生SPL转录因子基因及其编码蛋白与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种花生SPL转录因子基因及其编码蛋白与应用，属于生物技术技术领域。

背景技术

花生（Arachis hypogaea L.）是我国重要的油料作物和经济作物，我国是全球最大的花生生产国和出口国，花生产业的发展对我国国民经济的发展和粮油安全具有重要的战略意义。

花青素是一种超强抗氧化的天然物，具有预防心血管疾病、延缓细胞老化、减缓糖尿病症、改善视力及抗癌等功能，因此广泛应用于保健食品及化妆品中。目前，黑米、黑豆等黑色食品因富含花青素、维生素以及多种微量元素而受到广大消费者的青睐。彩色花生，又名五彩花生，按照籽粒种皮颜色可以分为黑、紫黑、白、紫红、红白、彩粒等色系。其中黑色花生更是一种典型的碱性食品，在调节人体生理机能，提高机体免疫力以及疾病预防等方面发挥重要作用。目前，随着人民生活水平的提高以及保健意识的增强，彩色花生的市场需求也逐渐显现出来。

SPL(SQUAMOSA promoter-binding protein-like)是植物特有的一类转录因子，广泛存在于绿色植物中。SPL在植物形态建成、发育阶段转变、孢子发生、花和果实发育、花青素积累、逆境胁迫应答以及激素信号转导等多个生理生化过程中发挥重要调控作用(Gou et al.,2011)。例如，拟南芥AtSPL3、AtSPL4、AtSPL5、AtSPL9、AtSPL10等可以控制植物幼年期到成年期以及成花转变；拟南芥AtSPL8不仅参与调控GA信号转导，而且在维持植物育性方面发挥重要作用；拟南芥AtSPL9和AtSPL10可以通过MYB-bHLH-WD40复合体以及DFR调控花青素合成代谢，过量表达AtSPL9和AtSPL10会抑制花青素积累；水稻OsSPL14是控制水稻株型的关键基因，它可以减少水稻的分蘖数，增加花序分枝、穗粒数以及千粒重，从而提高水稻产量；OsSPL16则可以控制米粒大小、形状和色泽；番茄LeSPL-CNR是控制果实成熟的一个关键基因，该基因发生突变会抑制果实的正常成熟。

鉴于人们对农产品多样性的需求以及保健意识的增强，利用现有的一些花生种质资源，深入研究花生花青素积累的生理生化以及分子生物学机制，从而挖掘出一些花青素合成代谢过程中的关键性基因，并运用基因工程手段培育紫色或黑色农作物，对于提高农产品品质具有重要的现实意义。SPL是植物特有的一类转录因子，涉及多种代谢途径及生理生化过程，但关于SPL能够促进花青素积累的研究还未见报道，该研究具有一定的创新性和前瞻性。

发明内容

本发明在充分利用花生紫色突变体的基础上，提供一种促进花青素积累的转录因子基因—SPL2-1及其编码蛋白与应用。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下：

一种促进花青素积累的花生SPL转录因子基因SPL2-1，核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

一种促进花青素积累的花生SPL转录因子，氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

一种重组载体，是将SEQ ID NO.1所示核苷酸序列连接入载体中获得。

一种重组细胞，该细胞包含有上述重组载体或表达氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的花生SPL转录因子基因SPL2-1。

上述花生SPL转录因子基因SPL2-1、重组载体和/或重组细胞在提高作物中花青素含量的应用。

根据本发明优选的，所述作物为花生、小麦、水稻或玉米。

有益效果

本发明利用一个花生紫色突变体，通过RACE技术克隆到SPL2-1转录因子基因。分别测定了花生紫色突变体以及丰花1号的根、茎和叶片中花青素含量；并且采用Real-time PCR技术定量检测SPL2-1在紫色突变体以及丰花1号的根、茎和叶片中的相对表达水平；结果显示，紫色突变体以及丰花1号的根、茎、叶中青素含量同SPL2-1的表达水平非常吻合；紫色突变体的茎和叶片中花青素含量显著高于丰花1号，SPL2-1的表达水平也显著高于丰花1号；两者根中花青素含量基本一致，SPL2-1的表达水平也没有明显差异。在烟草中过量表达SPL2-1可以提高转基因烟草中花青素含量。从而为提高作物中花青素含量打下了基础。

附图说明

图1、花生紫色突变体以及丰花1号中花青素含量测定结果；

其中：Root为根、Stem为茎、Leaf为叶、Purple表示紫色突变体、Green表示丰花1号；

图2、花生紫色突变体以及丰花1号中SPL2-1的相对表达水平；