[发明专利]一种调控根系发育的苹果多肽激素基因MdCEP7及其应用

说明书

本发明公开了一种调控根系发育的苹果多肽激素基因MdCEP7及其应用,属于分子生物学技术领域。利用35S强启动子驱动原理的转基因技术，将MdCEP7基因在拟南芥中异位表达，获得转基因拟南芥。MdCEP7在拟南芥中超量表达影响植株根系生长素的合成和运输过程。进一步表型观察发现，MdCEP7在拟南芥中超量表达显著抑制主根的伸长和侧根的数目。以上结果说明苹果MdCEP7基因在影响生长素合成、运输，进而在调节植物根系发育方面发挥重要作用。

技术领域

本发明涉及一种调控根系发育的苹果多肽激素基因MdCEP7及其应用，属于分子生物学技术领域。

背景技术

生长素在植物根系发育过程中发挥重要作用，生长素极性运输存在于植物的茎、根和叶中，其极性运输由定位于质膜上的生长素运输载体负责。生长素运输载体，包括生长素输入载体(AUX1)和生长素输出载体(PINs)，它们通过调节生长素的运输和分布影响植物生长发育的各个方面。生长素的合成过程由多种酶的参与，其中TAA1与YUC基因起到关键作用，生长素的合成与转运影响到植物根系发育过程。

近年来的研究结果表明植物体内的多肽分子在调控植物萌发、生长、分化、发育、信号转导等各个方面同样发挥着重要作用，因此也被称为多肽激素。包括CLAVATA3(CLV3)、CLV3/EMBRYO SURROUNDING REGIONRELATED(CLE)、TRACHEARY ELEMENT DIFFERENTIATIONINHIBITORY FACTOR(TDIF)、PHYTOSULFOKINE(PSK)、PLANT PEPTIDE CONTAINING SULFATEDTYROSINE1(PSY1)、C-TERMINALLY ENCODED PEPTIDE1(CEP7)等。CEP基因编码一个小肽肽前体，由N-端分泌信号肽、可变域、一个或多个CEP结构域和一个短的C-末端延伸组成，CEPs参与了植物根发育过程，并且影响到株高、穗粒数表型；AtCEPs通过与下游激酶受体AtCEPR1结合，调控拟南芥根系发育；在苜蓿中，MtCEP7作用与下游肽受体MtCAR2，减少了侧根数目并促进根瘤形成。

苹果是世界上重要的水果作物，对果树生长素合成、转运以及根系发育调控的研究有助于调节植株形态结构和根系生长。在多年生木本植物中，多肽合成基因CEP的研究还未有报道。在本研究中，我们克隆了一个具有CEP结构的MdCEP7蛋白，在拟南芥中异位表达MdCEP7能够调控植株根系发育。

发明内容

本发明的目的之一，是提供一种调控根系发育的苹果多肽激素基因MdCEP7。本发明的申请人从苹果中分离并鉴定的一个新型的调控根系生长素合成、运输以及根系发育的多肽编码基因MdCEP7。实验发现MdCEP7超量表达拟南芥表现出主根长度与侧根数目受到抑制的表型；揭示该基因在调控生长素合成、转运与根系发育中发挥重要作用。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种调控根系发育的苹果多肽激素基因MdCEP7，所述MdCEP7的核苷酸序列如SEQ.ID.NO.1所示。

本发明的申请人从嘎啦苹果组培苗中提取总RNA，反转录得到cDNA。根据国际基因库中已发布的拟南芥中AtCEPs的保守氨基酸序列，设计引物，进行常规聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)。将合适大小的PCR产物与pMD18-T载体连接，转化大肠杆菌DH5α感受态细胞，筛选重组子，并进行测序分析确认，最后得到cDNA全长序列。

该基因开放阅读框(open reading frame,ORF)为366bp。由此推得，该基因编码121个氨基酸，基因序列号为MDP0000886459，位于第15号染色体，包括22个外显子和21个内含子。将其氨基酸序列在国际基因库中检索，发现与已公布的拟南芥相关基因AtCEP7有较高的同源性，所以本发明的申请人将该基因命名为MdCEP7。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。