[发明专利]一种衰老控制microRNA530基因及其转基因植物和应用

说明书

本发明公开了一种衰老控制microRNA530基因及其转基因植物和应用。本发明的一种衰老控制microRNA530成熟体基因的核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示。本发明的一种衰老控制microRNA530前体基因的核苷酸序列如SEQ ID NO：2所示。所述衰老控制microRNA530前体基因的核苷酸序列包括在SEQ ID NO.2所示的核苷酸序列中添加、取代、插入或缺失一个或多个核苷酸而生成的突变体、等位基因或衍生物的核苷酸序列。本发明的一种含有所述的衰老控制microRNA530基因的核苷酸序列的质粒或表达载体或宿主细胞。本发明能够有效延缓植物衰老。

技术领域

本发明属于植物基因工程领域，具体涉及一种衰老控制microRNA530基因及其转基因植物和应用。

背景技术

植物衰老是一个复杂的过程，它是在植物内源基因的控制和外界环境的影响下发生的一种自然衰退和死亡的过程。植物的衰老体现在叶片的衰老与凋亡上，在叶片衰老的过程中，植物所储备的营养物质从叶片流向种子或果实，或被存储于植物的根、块茎等器官中，为来年的生长提供足够的物质支持。对于大多数农作物来说，植物的早衰对于其产量和品质都有极大的不利影响。前人调查表明，由生物或非生物胁迫引起的叶片早衰会使作物品质下降，减产50％(Navabpour et al.,2003,J Exp Bot,54(391):2285～2292)。在农业生产实践中，延缓叶片衰老，可使农作物贮存更多的物质和能量，为粮食增产和品质提升提供保障。随着全球人口的持续增长，粮食危机日益加剧。水稻作为世界三大粮食作物之一，是全世界25亿以上的人口的主食。因此，培育具有较高抗性、生育期适当延缓的水稻新品系对解决全球粮食危机具有重要意义。

植物的衰老受到多种环境因素的影响。植物衰老的内源环境因子主要是指叶龄和植物激素。不同类型的植物激素对植物衰老的影响不同。乙烯、茉莉酸、脱落酸和水杨酸能够显著促进植物的衰老，而生长素、细胞分裂素、赤霉素则能够显著抑制植物的衰老。外界环境因子，如干旱、低温、弱光、臭氧、营养缺乏和病原菌侵染等也会引起植物的早衰(Thomas et al.,2013,New Phytol,197(3):696-711；Wu et al.,2012,J Integr PlantBiol,54(12):936-952；Zhang and Zhou,2013,Plant MolBiol,82(6):539-545)。

在已经建立的植物衰老调控网络中，转录因子处于核心位置。它们感受上游衰老信号的诱导，然后作用于下游大量衰老效应基因，从而调控植株的衰老进程(Balazadeh etal.,2008,Plant Biol,10:63-75)。对拟南芥(van der Graff et al.,2006,PlantPhysiol,141:776-792)、水稻(Liu et al.,2008,Plant MolBiol,67:37-55)、小麦(Gregersenet al.,2008,Plant Biol,10:37-49)等植物衰老调控的转录组分析发现许多转录因子的表达在衰老过程 中发生了显著变化。随后对部分转录因子的功能进行分析，结果发现NAC、WRKY家族的转录因子参与了植物衰老的调控(Balazadeh et al.,2008,PlantBiol(Stuttg),10(Suppl 1):63-75；Breeze et al.,2011,Plant Cell,23(3):873-894；Zentgraf et al.,2010,Eur J Cell Biol,89(2-3):133-137；Zhou et al.,2011,MolCells,31(4):303-313)。