[发明专利]TAG1基因在调控植物叶片衰老进程中的应用

说明书

本发明公开了TAG1基因在调控植物叶片衰老进程中的应用，所述TAG1基因序列如SEQ ID NO:1所示。本发明通过利用外源基因表达载体将编码序列为SEQ ID NO:1所示的TAG1基因导入到目的植株中，过表达TAG1基因，植物植株表现为叶片衰老延缓。本发明通过调控TAG1基因在植物中的表达进而用于培育叶片衰老可调控的、高产植物新品种，为培育新的作物品种提供了新思路，在高产分子育种上具有极大的应用价值。

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，尤其涉及TAG1基因在调控植物叶片衰老进程中的应用。

背景技术

叶片是特化了的光合器官，是植物同化产物形成和转运的主要场所。在作物遗传改良上，长期以来人们十分注重提高叶片的光合效率，而对如何通过直接调节叶片光合功能期和提高营养物质转运效率来提高作物的产量和品质关注较少。后者的调节实质上就是对叶片衰老进程的调控。植物叶片衰老的调控机制方面的研究有助于农业生产上的分子育种。过去五十年中，玉米上的高强度育种使得产量潜力得到了巨大的提高；深入的研究揭示，其产量上的遗传改良主要得益于杂交玉米叶片衰老进程的延缓。新近的研究也发现，多年来小麦育种上产量潜力的增加主要归因于叶片功能期的延长。上述研究表明，长期以来育种家是在无意识地通过延缓叶片衰老进程实现了作物产量改良的育种目标。利用分子生物学的手段通过提高衰老期间体内细胞分裂素含量延缓大豆叶片衰老进程不仅增加了作物的产量潜力，而且可以显著地提高植物的抗旱性。对于绿叶类作物而言，叶片衰老进程不仅影响到产量和品质要素的形成，而且还会直接地影响到采收产量、采后品质和货架寿命。延缓叶片衰老进程中叶绿素降解不仅能够显著地延缓绿叶类作物叶片中的蛋白质和相关品质指标的劣变，而且还能够显著地改变观赏植物的叶片景观。对于花卉植物而言，叶片和花器官的衰老进程直接影响到其观赏价值和销售价格。

叶片衰老是植物叶片发育的最后一个阶段，最终导致死亡。叶片是特异的进行光合作用的器官，植物投入了大量的能量和物质促进叶片生长。一旦叶片开始衰老，叶片对整个植物体的贡献就开始下降。叶片衰老过程也是一个程序化的影响物质回收、循环利用的过程。衰老叶片中的氮、磷及金属离子从衰老的叶片运输到处于旺盛生长中的叶子及种子。叶绿体中包含的蛋白质约占整个叶片总蛋白质的70％，是叶片衰老过程中第一个被降解的细胞器。细胞核负责调控基因表达，而线粒体负责能量的供应，在叶片衰老过程中保持完好直到最后阶段。

植物叶片衰老是一个受到基因控制的发育过程，即使在接近最佳生长环境中，在特定的时期衰老还是不可避免的发生。衰老作为叶片正常发育过程的一部分，虽然是受到基因严格控制，但一些能够影响基因组稳定性的毒性物质能诱导植物早衰。DNA分子容易受到生物、物理、化学等因素的影响导致各种不同程度的损伤可诱发基因突变或细胞损害从而导致细胞死亡。DNA损伤大部分是以碱基切除方式进行修复的。研究发现，DNA糖基化酶(DNA glycosylase)在碱基切除修复过程中具有关键作用。因此，在模式植物拟南芥中的研究表明，过表达基因TAG1能延缓叶片衰老进程并增强植株对基因毒性物质的抗性，这为通过基因工程手段延缓叶片衰老从而提高产量提供了新的思路。

发明内容

本发明的目的在于提供TAG1基因在调控植物叶片衰老进程中的应用，利用TAG1基因在植物叶片衰老进程中的表达调控，延缓叶片衰老的发生、发展，提高光合作用，为培育新的作物品种提供新的思路。

为了解决上述问题，本发明公开了TAG1基因在调控植物叶片衰老进程中的应用，所述TAG1基因序列如SEQ ID NO:1所示。

本发明还公开了TAG1基因在增强植物对博来霉素耐受中的应用，所述TAG1基因序列如SEQ ID NO:1所示。

优选地，所述植物为拟南芥。

本发明还公开了一种调控植物叶片衰老进程的方法，包括调控TAG1基因在植物中的表达，所述TAG1基因序列如SEQ ID NO:1所示。

优选地，所述方法包括如下步骤：