[发明专利]ENO2基因在植物生长发育调控中的应用

说明书

技术领域

本发明属于基因工程领域，具体地说，涉及ENO2基因在植物生长发育调控中的应用。

背景技术

烯醇化酶（enolase,eno）是参与糖酵解的一个关键酶，近年来发现烯醇化酶还表现出一些其他的、多样化的新功能。在植物体中，研究者早已观察到烯醇化酶在转录、转录后和翻译后水平上应答高盐、低温、缺氧等非生物胁迫，因此，推测烯醇化酶可能在植物非生物胁迫应答过程中发挥重要作用。然而，目前为止鲜有文献报道烯醇化酶在植物生长发育中起作用。

发明内容

本发明的目的是提供ENO2基因在植物生长发育调控中的应用。

为了实现本发明目的，本发明利用基因工程技术将ENO2基因整合至植物基因组中，从而调节植物（优选拟南芥）的生长发育。其中，所述ENO2基因的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示，或该序列经替换、缺失或添加一个或几个核苷酸形成的具有同等功能的核苷酸序列。

根据GenBank上公布的拟南芥基因组信息，设计用于扩增eno2基因的引物，最终克隆得到完整的基因序列。

本发明对烯醇化酶2基因在植物（拟南芥）营养生长发育和花粉发育中的功能进行了探索。

从拟南芥生物资源中心购买拟南芥烯醇化酶2基因（enolase2,eno2）的T-DNA插入突变体，经鉴定得到烯醇化酶2基因的纯合T-DNA插入突变体，并进一步通过农杆菌介导的蘸花法用eno2分别转化eno2-纯合突变体和野生型拟南芥，得到回补型和过表达型拟南芥，结合其表型分析（主要包括花粉粒显微镜观察和杂交等方法）来确定烯醇化酶2基因在拟南芥营养生长和花粉发育中的功能。结果如下：

eno2^-纯合突变体的花粉粒较小，且形态异常，回补型的花粉粒大小和形态则与野生型一致。此外，eno2^-纯合突变体的主根长度只有野生型的1/3，它的莲座叶叶片数目只有野生型的1/2，莲座叶叶片总面积也只有野生型的1/10，地上和地下部分的重量分别只有野生型的1/2和1/3，而回补型的这些表型差异得以恢复到野生型水平。

本发明还提供利用基因工程技术将ENO2基因整合至拟南芥基因组中，从而促进植物根的生长发育。

本发明还提供利用基因工程技术将ENO2基因整合至拟南芥基因组中，从而促进植物叶片的生长发育。

本发明进一步提供利用基因工程技术将ENO2基因整合至拟南芥基因组中，从而促进植物花粉粒的发育。

本发明的优点在于：

（一）首次证明烯醇化酶2基因在植物花粉正常发育中具有重要的功能。

（二）证明了烯醇化酶2基因除了在植物耐逆中起作用，进一步证明了烯醇化酶2基因在植物正常营养生长发育中发挥着关键作用，拓展了烯醇化酶2基因的功能。

附图说明

图1为本发明实施例1中基因组水平鉴定拟南芥烯醇化酶2纯合突变体；其中，1和2为野生型拟南芥，3和4、5和6为杂合eno2^-拟南芥，7-10为纯合eno2^-拟南芥，11为DNA Marker。

图2为本发明实施例1中转录水平鉴定拟南芥烯醇化酶2纯合突变体。

图3为本发明实施例1中拟南芥烯醇化酶2纯合突变体鉴定原理图。

图4为本发明实施例3中生长23天的拟南芥；其中，左上角植株为纯合eno2^-拟南芥，左下角植株为转pCAMBIA-1302-GFP空载体的拟南芥，中间植株为野生型拟南芥，右上角为回补eno2基因的纯合回补型拟南芥，右下角植株为过表达eno2基因的纯合过表达型拟南芥。

图5为本发明实施例3中生长28d的拟南芥的莲座叶叶片。

图6为本发明实施例3中生长15d拟南芥的主根的生长情况；其中，从左至右依次为回补型拟南芥、野生型拟南芥、纯合eno2^-拟南芥、纯合回补型拟南芥和纯合过表达型拟南芥，纯合eno2^-拟南芥的主根长度较短，回补型拟南芥的主根长度则恢复到了野生型的长度，过表达型拟南芥主根略长，但差异不明显。

图7为本发明实施例3中生长23d拟南芥的侧根的生长情况；其中，从左至右依次为回补型拟南芥、野生型拟南芥、纯合eno2^-拟南芥回补型拟南芥和过表达型拟南芥，纯合eno2^-拟南芥的侧根较少，回补型拟南芥的侧根数目则恢复到了野生型的水平。