[发明专利]SPL基因及其在增强植物耐热性能中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及植物学领域，更具体地涉及SPL基因及其增强植物耐热性能中的应用。

背景技术

温度是地球上影响生命活动的关键物理因子之一。环境温度影响整个食物链与生态系统。高温胁迫对植物生长、发育、繁殖和产量等几乎所有方面产生不利影响，包括种子发芽受阻、叶片及嫩芽的焦枯、枝条及茎的晒伤、叶片的衰老和脱落、根和茎的生长抑制，果实的变色和产量的降低，甚至造成整个植物的死亡。所有的植物组织都容易受到热胁迫伤害，其中生殖器官的敏感性最高，在开花时期温度升高几度便可导致作物产量急剧下降，甚至整个农业生产的绝收。相比营养生长期，植物生殖生长期对高温更为敏感，然而大多数农作物的花期正在夏季高温时期，因此植物生殖生长期热激响应机制的研究迫在眉睫。随着全球气候的变暖，研究高温对植物生长发育以及作物产量影响的机理变得愈发重要。

植物在进化过程中都形成感知环境温度变化的信号通路，并调整自身的代谢和细胞功能，防止环境胁迫造成的机体损坏。这些不同的信号途径具有组织特异性和物种特异性，尤其在植物生殖生长期和营养生长期热激响应信号存在很大的差异。目前对植物生殖生长期抗热性的研究仍停留在形态、生理和生化水平，而对其分子机制研究尚少，更没有可参考的调控网络。

因此，本领域迫切需要开发调控植物耐热性的基因，并对其功能应用进行相应的研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种调控植物耐热性能的SPL基因及其在增强植物耐热性能中的应用。

在本发明的第一方面，提供了一种SPL基因或其编码蛋白的用途，所述SPL基因选自SPL1基因、SPL12基因、或其组合，并且所述的SPL基因或其编码蛋白用于选自下组的用途：

(a)用于制备增强植物耐热性能的试剂或组合物；

(b)用于增强植物的耐热性能。

在另一优选例中，所述的植物选自下组：禾本科植物、和十字花科植物。

在另一优选例中，所述的植物选自下组：拟南芥、烟草、水稻、和小麦。

在另一优选例中，所述的植物为拟南芥。

在另一优选例中，所述的SPL基因为SPL1基因和SPL12基因。

在另一优选例中，所述的“增强植物耐热性能”包括选自下组的一种或多种性能：

(i)增强花序的耐热性能；

(i i)增强高温环境下结实的种子的萌发率；

(i i i)用于增强植物对高温环境的耐受性；

(iv)增强高温环境下植物的热激响应；

(v)增强高温环境下植物的抗氧化性能；

(vi)增强植物根、茎、和/或叶的耐热性能；

(vii)增强高温环境下植物的结实率。

在另一优选例中，所述的高温环境是指温度为30-50℃的环境，较佳地为32-45℃的环境，更佳地为35-42℃的环境，如30℃、35℃、37℃、42℃。

在另一优选例中，所述的增强花序的耐热性能包括：增强高温环境下花序的存活率、和/或开花率。

在另一优选例中，所述的增强植物对高温环境的耐受性包括：提高植物在高温环境下的存活率。

在另一优选例中，所述的增强热激响应包括上调选自下组的基因表达：

WRKY15、WRKY25、WRKY33、WRKY39、ERF020、ERF1、ERF2、RAP2.1、ERF054、CRJ1、ABRE1、RAP2.6、或其组合。

在另一优选例中，所述的植物的抗氧化性能是指植物清除体内ROS的能力。

在另一优选例中，所述的增强植物的抗氧化性能是指提高植物的SOD表达和/或活性。

在另一优选例中，所述的“增强植物耐热性能”包括增强植物生长期和生殖期的耐热性能。

在另一优选例中，所述的SPL基因包括野生型SPL基因和突变型SPL基因。

在另一优选例中，所述的突变型包括突变后编码蛋白的功能未发生改变的突变形式(即功能与野生型编码蛋白相同或基本相同)。

在另一优选例中，所述的突变型SPL基因编码的多肽与野生型SPL基因所编码的多肽相同或基本相同。

在另一优选例中，所述的突变型SPL基因包括与野生型SPL基因相比，同源性≥80％(较佳地≥90％，更佳地≥95％)的多核苷酸。