[发明专利]花生光敏色素相互作用因子AhPIF3及其编码基因与应用

说明书

技术领域

本发明涉及花生光敏色素相互作用因子AhPIF3及其编码基因与应用，属于基因工程技术领域。

背景技术

作为我国最重要的油料作物和经济作物之一，花生为人类提供了高品质的植物油和优质的蛋白资源。发展花生生产对于促进农民增收和增加出口创汇等方面也具有重要意义。尽管我国花生生产、出口、加工形势良好，但也面临着十分严峻的问题：流行病害发生加剧、黄曲霉毒素污染严重、油亚比偏低，另外，干旱、盐碱等非生物胁迫也给花生生产造成了很大的危害。长期以来这些问题一直未能解决，已经成为了限制我国花生产业发展的瓶颈。花生抗性、品质等农艺性状大多数是由复杂的数量性状基因座(QTLs)控制等因素，使得传统育种方法的应用受到了很大的限制。因此，通过现代生物技术手段，有针对性地掌握一批决定高产、稳产、优质和抗逆性的功能基因，通过转基因技术在花生中高水平表达，提高花生的抗逆性和品质，是突破我国花生产业发展瓶颈的根本途径。然而一直以来，花生功能基因组学的研究落后于水稻、玉米、小麦等粮食作物以及同为油料作物的大豆和油菜。特别是在重要农艺性状基因的挖掘等研究方面发展缓慢，成为了阻碍花生现代分子育种的关键因素。

荚果是花生的收获器官，荚果的正常发育是影响花生产量和质量的直接因素，鉴定和研究影响荚果发育过程的关键控制基因，阐明花生荚果发育和种子形成以及种子中物质积累的分子机理，是利用基因工程提高花生产量、改善花生品质的理论基础。花生是地上开花，地下结果的作物，如果人为阻止花生果针入土，花生果针在光照条件下不能膨大形成荚果。可见，光在花生荚果发育中起着非常关键的作用。

光敏色素(phytochrome)是光信号受体，光敏色素蛋白功能的发挥主要通过诱导PIF家族转录因子的磷酸化和蛋白酶体的快速降解来改变PIF蛋白积累水平，进而调控下游基因表达，影响光形态的建成等一系列植物生长发育过程。由此可见，PIFs是光信号转导过程的关键转录因子。在黑暗条件下，PIFs蛋白积累最高水平，同时植物处于最快生长状态(Al-Sady et al.,2006；Shen et al.,2008)。PIF家族转录因子属于bHLH大家族的第15个亚家族，其蛋白积累水平在黑暗条件下明显升高，而光照时间的延长，其含量逐渐降低。PIF3是利用拟南芥phyB C-端作为诱饵，通过酵母双杂交发现的第一个PIF家族成员(Ni et al.,1998)，PIF3能够与phyA和phyB的Pfr相互作用。有研究发现，PIF3的mRNA积累是不受光调控的，但它的蛋白是受光调控的。这个蛋白在黑暗中比较稳定，在光照下很不稳定，在红光条件下的半衰期大约只有10～15min(Park et al.,2004)。PIF3的功能主要是控制植物的形态表型以及参与光反应过程中的一些生化途径。采用T-DNA插入技术分离到许多独立突变株pif3，在连续红光的情况下，这些突变株表现为相对短的下胚轴和相对伸展的子叶。因此推测在红光下的光形态建成中PIF3主要起负调控的作用。由于pif3植株中的叶绿素和花青素的积累都发生缺陷，因此又有人认为PIF3基因在叶绿素的积累和光诱导的花青素积累中主要起正调控的作用(Monte et al.,2004)。

由于花生荚果发育的特殊性以及光在花生荚果发育中的关键作用，拟南芥PIF3对其生长发育的调控机理不能直接用于阐明花生PIF3对花生荚果发育的调控作用，因此，克隆花生PIF3基因并对其功能及在花生长发育中的作用进行研究，具有重要的理论意义和应用价值。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供花生光敏色素相互作用因子AhPIF3及其编码基因与应用，为研究光调控花生荚果发育的信号途径以及通过基因工程改良花生奠定了基础。

一种花生光敏色素相互作用因子AhPIF3，氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。

花生光敏色素相互作用因子AhPIF3为花生中与光敏色素相互作用的转录调控因子。

花生光敏色素相互作用因子AhPIF3的编码基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。

一种重组载体，插入了核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示的花生光敏色素相互作用因子AhPIF3的编码基因。

上述重组载体可采用市售载体，经过常规手段，将目的基因SEQ ID NO.2导入载体，即可获得含有SEQ ID NO.2所示核苷酸序列的载体。

一种重组细胞，含有上述编码花生光敏色素相互作用因子AhPIF3的基因或者上述重组载体。

上述花生光敏色素相互作用因子AhPIF3的编码基因、重组载体和/或重组细胞在改良花生或其他经济作物品质中的应用。