[发明专利]一种调控番茄I型腺毛形成的H基因、H蛋白及其应用

说明书

本发明涉及一种调控番茄I型腺毛形成的H基因、蛋白及其应用，属于植物基因工程技术领域。本发明提供的调控番茄I型腺毛形成的H基因的cDNA核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示。本发明提供的H基因能够实现番茄I型腺毛形成的调控。H基因在调节番茄I型腺毛的形成具有显著的功能，可以在番茄抗虫、抗病毒、抗逆境等方面进行应用。

技术领域

本发明涉及植物基因工程技术领域，具体涉及一种调控番茄I型腺毛形成的H基因、H蛋白及其应用。

背景技术

植物表皮毛具有重要的抗虫防病毒作用，由于其结构简单易于观察，是研究植物细胞命运调控(包括细胞的增殖、细胞周期的调控、细胞分化以及细胞命运的决定)的一种非常重要的模式。表皮毛的形态多种多样，根据其细胞个数可以将其分为单细胞表皮毛和多细胞表皮毛；根据其有无腺体可以将表皮毛分为腺体毛和非腺体毛。表皮毛作为植物防御的第一道屏障，通过空间障碍和分泌次生代谢物，可延缓、驱逐、毒杀植食性害虫危害，同时间接防止害虫携带病毒的侵染。

目前，关于植物单细胞表皮毛发育的研究有很多，主要集中在拟南芥和棉花两种植物。拟南芥的表皮毛起源于叶原基的表皮原细胞，一些特殊的表皮原细胞先分裂然后进行核内复制，一般进行3～4次核内复制，最后形成表皮毛。拟南芥突变体材料丰富，并且具有大量可利用的生物信息，因此，其表皮毛形成的分子机制已经研究的较为清楚。参与调控拟南芥表皮毛形成的转录因子大约有30多个，这些转录因子主要包括以下四大类转录因子：MYB、basic helix-loop-helix(bHLH)、含有WD40重复序列(WDR)和C2H2锌指蛋白等。调控拟南芥表皮毛形成的转录因子主要分为两类：一类是正调控转录因子，另一类是负调控转录因子。正调控转录因子主要包括GLABRA1(GL1)、GLABRA3(GL3)和ENHANCER OF GLABRA3(EGL3)、TRANSPARENT TESTA GLABRA1(TTG1)。负调控转录因子主要是一类R3MYB转录因子，包括TRIPTYCHON(TPY)、CAPRICE(CPC)、ENHANCER OF TRY AND CPC 1(ETC1)、ETC2、ETC3、TRICHOMELESS1(TCL1)和TRY等。GL1是拟南芥中最早克隆到的控制表皮毛发育的关键基因，它编码一种R2R3MYB转录因子，由228个氨基酸组成，含有3个外显子和2个内含子，3′端存在一段增强子序列，MYB结构域与HLH蛋白GLABRA3(GL3)和EGL3的N端相接合。TRANSPARENTTESTA GLABRA1(TTG1)是另外一个调控茸毛发育的关键基因，它编码一个具有四个保守WD重复结构的蛋白，也能与HLH蛋白GLABRA3(GL3)和EGL3相接合进而与MYB蛋白发生作用。GL1、GL3、EGL3和TTG1形成复合物共同调节茸毛的发育。四个单重复MYB蛋白CAPRICE(CPC)、TRIPTYCHON(TRY)、ENHANCER OF TRY AND CPC1(ETC1)和ETC2影响GL1蛋白的活性，其中CPC和TRY与bHLH蛋白(GL3和EGL3)的N端相互作用，ETC1与EGL3相互作用。TRY、CPC和ETC1与GL1竞争bHLH蛋白，抑制GL1、GL3、EGL3、TTG1复合物的形成，从而阻止该细胞选择茸毛的命运。拟南芥表皮毛形成的调控模式图如图1所示。