[发明专利]大豆转录因子GmAREB3在植物油脂代谢调控中的应用

说明书

本发明公开了大豆转录因子GmAREB3在植物油脂代谢调控中的应用。本发明提供如下1)‑3)中任一种物质在调控植物组织总油脂含量和/或调控植物组织中脂肪酸含量中的应用：1)蛋白GmAREB3；2)编码蛋白GmAREB3的DNA分子；3)含有编码蛋白GmAREB3的DNA分子的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌；所述蛋白GmAREB3的氨基酸序列为序列表中的序列2。本发明的实验证明，转录因子GmAREB3及其编码基因可以调控植物种子中油脂含量，过表达后提高植物种子中油脂含量。该基因对提高和改良作物油脂成份、特别是对于提高大豆等油料植物种子中油脂成份，培育高油脂品种具有重要的理论和现实意义。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种大豆转录因子GmAREB3在植物油脂代谢调控中的应用。

背景技术

人类饮食中71％的油脂来自于植物。在世界上的几种主要产油作物中，大豆总产油量约占30％，居世界植物油产量的第一位(表1)。

表1为世界上主要的产油作物

脂肪酸的合成是植物体中最重要的代谢途径之一，它存在于植物体的任何一个细胞中，是生长发育所必须的。对它的阻断会导致细胞的死亡，因而至今为止还没有发现一个阻断脂肪酸合成的植物突变体。

植物同其它真核生物在参与脂肪酸合成途径的酶上有很大差异。从乙酰CoA和丙二酰CoA合成16或18个碳原子的脂肪酸至少需要30个不同的酶催化的反应来完成这一过程，而在动物、真菌及一些细菌中，以上反应是由一个存在于胞质中的多酶复合体来完成的。植物中，参与脂肪酸合成的酶以可溶的形式存在于质体的胞质中。

大多数植物中，油脂都以三酰甘油(Triacylglycerols，TAG)的形式储藏，它的含量是一个非常重要的农艺性状，TAG的生物合成称之为Kennedy途径，如同真核生物中合成膜甘油酯的途径，脂肪酸去除CoA后被转移到3-磷酸甘油的1和2位，形成中间产物PA。PA去磷酸化产生DAG。在TAG合成的最后一步，第三个脂肪酸分子被转移到空的DAG 3’-OH位置，这一步反应是由二酰甘油乙酰转移酶(diacylglycerol acyltransferase，DGAT)催化的，此反应被认为是TAG生物合成中唯一的限速步骤。人们已对脂类合成途径有了认知，并且已经克隆了很多参与脂类合成的酶基因。然而，植物中，对脂类合成的调控机理及其相关基因仍然知之甚少。

植物中，bZIP类转录因子是一个大家族，在植物中其成员高达100多个，又可分为几个亚族，其功能很不相同，在植物的生长、发育中起重要作用。申请人实验室早期聚类了大豆基因组中的131个bZIP类转录因子，进而发现，GmbZIP44、GmbZIP62和GmbZIP78三个基因应答非生物胁迫，并参与耐盐、耐低温调控。它们的过表达提高了转基因植株的耐盐和耐低温。之后，申请人在大豆中克隆了bZIP类转录因子基因GmbZIP123的编码基因GmbZIP123，同源聚类分析发现，GmbZIP123基因与拟南芥S1亚族bZIP类转录因子的同源关系最近，因此属于S族。已经报道，bZIP家族中的许多A亚族基因参与植物对于ABA的响应，如ABI5、AREB1/2等，参与种子成熟干燥、萌发、休眠以及环境胁迫反应。拟南芥中AREB3编码ABA响应元件结合蛋白，是ABA不敏感类蛋白，定位在细胞核内，尚未报道其与油脂代谢相关。鉴于大豆基因组序列已经完成，GmAREB3基因序列与Glyma06g47220.2一致，启动子分析显示其为ABA响应元件结合因子，但是没有功能的描述。大豆GmAREB3与拟南芥AREB3的蛋白质序列相似性小于20％，因此大豆GmAREB3的功能尚属未知。

发明内容

本发明的一个目的是提供如下1)-3)中任一种物质的新用途。

本发明提供的如下1)-3)中任一种物质在调控植物组织总油脂含量和/或调控植物组织中脂肪酸含量中的应用或在培育油脂和/或脂肪酸含量提高的植物中的应用：