[发明专利]果梅PmARF基因及其应用

说明书

技术领域

本发明属于基因工程领域，涉及果梅PmARF基因及其应用，具体涉及包括该基因的重组载体和工程，以及在植物花器官形态培育和改良中的应用。

背景技术

植物的花器官发育是植物发育过程中最引人注目的事件，花芽的形成意味生殖生长的开始。而花器官发育不良也严重影响植物的产量，因此对植物花发育进行研究对生产具有重要而深远的意义。生长素响应因子(Auxin response factor，ARF)是Ulmasov等(UImasov et al.1999)发现的能与生长素早期反应基因启动子中的生长素应答元件(AuxRE)TGTCTC序列特异性结合，调节生长素反应基因表达的转录激活或抑制的一类新的转录因子。有关ARF生物学功能的主要资料最早来自拟南芥ARF基因功能缺失突变体表型的研究：缺失ARF5使得叶维管大大减少，并影响了胚轴的形成，暗示该基因在维管组织的形成和发育中起作用(Hardtke et al 1998)；缺失ARF3会导致蕊基部及顶端发育不良，其最明显的表型为雌蕊的背腹结构混乱，说明ARF3可能与调节花器官的发育有关(Session RA.1997)；拟南芥共生同源生长素反应因子arf6和arf8单个突变体都表现出花成熟期推迟和生育率降低的现象，但arf6arf8双突变会导致植株在幼苗发育之前就阻止花的发育并且种子完全不育(Nagpal et al.2005)，arf6和arf8双突变体还能造成花芽败育、花瓣短、雄蕊细丝短、花药不张裂，导致不释放花粉和雌蕊不成熟。这些研究都表明ARF对植物的花器官，尤其是雌蕊发育起着至关重要的作用。但这些研究主要在模式植物开展，而木本植物雌蕊形成与发育的分子基础研究报道较少，更没有系统地研究这些基因在木本植物雌蕊形成和发育中的分子机理。

梅(Prunus mume Sieb.et Zucc.)属蔷薇科(Rosaceae)李属Prunus L.)，原产我国，栽培历史悠久。在广东和云南等地民间都有用梅做菜的传统。在日本是作为佐餐的必需品，梅酒和饮料也很畅销，因此每年梅果实的需求量很大，需要从我国大陆和台湾地区等地进口，梅果实也是我国梅产区重要的出口创汇果品之一。 但果梅产量偏低，严重制约了果梅进一步发展。造成产量低的重要原因之一是花器官发育不良。主要表现为花器中缺少雌蕊形成空心花或子房枯萎、花柱短缩或弯曲、子房瘦小，这样的畸形花统称为不完全花(也称为雌蕊败育花)。梅雌蕊原基分化期的雌蕊畸形率大大低于花期雌蕊畸形率，说明梅的不完全花可能主要是在雌蕊结构分化期由于雌蕊发育异常而形成。果梅雌蕊败育的现象并不是整株花器官变异，而是同一植株上同时存在雌蕊发育正常和雌蕊没有或发育不完全的败育花，因此DNA遗传背景相同，但表型不同，可能的调控机理和相关的基因和拟南芥等模式植物也不尽相同。但上述研究为分离和鉴定果梅雌蕊败育的相关基因提供参考依据。

总体来看，中国果树转基因研究已经进入国际先进行列，在抗病、抗虫、抗逆性等转基因研究领域已经取得了重要进展，为提高果树育种效率，缩短果树育种周期，加快果树产业的技术进步和结构调整提供了新的途径。但是对于中国未来转基因果树研究影响最大的是中国克隆的具有自主知识产权的功能基因较少，往往是一个基因在十几个物种中开展遗传转化；此外遗传转化效率较低，也在一定程度上制约了中国转基因果树研究取得更大进展。因此，当前的研究重点应放在利用中国丰富的果树种质资源克隆果树自身重要功能基因，提高基因转化效率以及开发转基因新技术上。‘大嵌蒂’是中国果梅特有的种质资源，由于其不完全花比例高达76％，严重影响果梅的产量，从而为我们研究花器官发育尤其是雌蕊发育提供了良好的种质资源。从‘大嵌蒂’上克隆相关基因导入烟草中，进而特异性研究其对花芽发育过程，乃至花器官形态建成的影响因素，尤其是为研究雌蕊发育提供良好契机。更为开发具有中国自主知识产权的果树抗逆性基因鉴定坚实了的基础。。

发明内容

本发明的目的是提供一个果梅基因PmARF及其应用。 

本发明的目的通过以下技术方案实现

1.本发明提供一种果梅PmARF基因，该基因序列如SEQ ID NO.1，该基因不仅参与花器官的形态建成，还参与调控植物、植物叶片的衰老速度，是一个多效型转录因子。

2.本发明还提供一种包括上述1提供的果梅PmARF基因的表达载体。

3.上述2所述表达载体，其原始载体为PBI-121载体，在xbaI和SmaI酶切位点引入果梅PmARF基因的cDNA。

4.本发明还提供一种含有上述2或3提供的表达载体的工程菌。