[发明专利]番茄SlPIF4基因、蛋白及其在提高植物耐低温性中的应用

说明书

本发明公开了番茄SlPIF4基因、蛋白及其在提高植物耐低温能力中的应用，所述基因SlPIF4的核苷酸序列为SEQ ID NO.1，其对应的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。通过基因手段构建番茄SlPIF4过表达植株或基因敲除植株，调控所述基因SlPIF4的表达水平来研究其对番茄低温抗性的调控机制，结果发现，低温下SlPIF4过表达可以促进植物激素脱落酸(ABA)和茉莉酸(JA)的积累，抑制赤霉素(GA)的积累，进而诱导番茄低温抗性基因的表达，提高番茄的低温抗性。因此，番茄SlPIF4基因通过诱导体内激素ABA与JA形成从而增强其耐低温能力。本发明为培育耐低温番茄新品种提供了基因资源，具有较好的潜在应用价值，为研究番茄植物应答逆境信号的机制和耐受不利环境的分子机理奠定理论基础。

技术领域

本发明涉及基因工程、分子生物学及生理学等领域，具体地说，涉及番茄SlPIF4基因的克隆、转基因载体构建及番茄的转化，尤其涉及SlPIF4基因在提高植物耐低温能力中的应用。

背景技术

番茄原产地为南美洲热带地区，是世界上栽培最广泛的蔬菜作物之一，为喜温植物，其生长发育对环境变化极其敏感，尤其是温度变化。当遭受低温等外界非生物胁迫时，由于植物的不可移动性，其生长发育及作物产量严重受限。近年来，随着全球极端气候现象的频繁发生，低温已成为限制蔬菜生产发展的瓶颈问题之一。因此，研究番茄响应低温逆境的生理生化变化与分子机理，挖掘调控番茄低温响应的关键基因，为提高番茄的耐低温性及获得耐低温番茄提供重要的理论支撑，这对提高番茄的产量有着重要的应用价值。

低温弱光是园艺作物生产的主要限制因子，而光与植物的关系不仅局限于光合作用的辐射能供应，而且光还作为一个信号，参与调节植物生长发育的各个过程，所以研究光信号和温度互作的调控网络，对提高蔬菜的产量、品质和经济效益，以及保障蔬菜均衡供应皆具有十分重要的科学和现实意义。

光敏色素互作因子(PIFs)是一类bHLH转录因子，是光和其它环境信号联结的重要调控因子，它通过影响激素、糖、昼夜节律等信号的变化调控植物的生长发育及逆境抗性。植物形态建成中，PIFs与光敏色素互作，被磷酸化、泛素化，随后被降解。有关PIFs的研究大多集中在模式植物拟南芥上，主要研究PIFs对植物下胚轴生长的影响，如拟南芥PIF4在高温下直接调控生长素的含量及其合成基因的表达，诱导植物下胚轴、叶柄的伸长，促使叶片偏下生长以及提早开花。另外，PIFs还参与植物对干旱、盐害等的应答过程，如水稻OsPIL1通过调控下游细胞壁相关基因的表达，促进水稻的节间长度，影响水稻在干旱环境中的植株高度；干旱和高盐处理下，过表达PIF3的转基因玉米较野生型其植株生长状况更好。这些均说明PIFs参与植物对逆境胁迫的应答过程，然而番茄PIFs在低温胁迫中的作用及其调控机制均鲜见报道。因此，通过对SlPIF4基因的克隆、转基因技术培育不同表达量SlPIF4的番茄材料，在提高番茄对低温胁迫的抗性以及挖掘逆境胁迫基因资源方面，具有很好的应用前景。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供番茄SlPIF4基因、蛋白及其在提高番茄耐低温能力中的应用。

为了实现本发明目的，本发明所采用的技术方案如下：

番茄SlPIF4基因，所述基因为以下1)-4)中的任意一种核苷酸序列：

1)SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列；

2)SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列经取代、缺失和/或增加一个或多个核苷酸且具有不改变原核苷酸序列功能的核苷酸序列；

3)在严格条件下与SEQ ID NO：1所示序列杂交获得的具有相同功能的核苷酸序列，所述严格条件为在含0.1％SDS的0.1×SSPE或含0.1％SDS的0.1×SSC溶液中，在65℃下杂交，并用该溶液洗膜；

4)与1)、2)或3)的核苷酸序列具有90％以上同源性且编码相同功能蛋白质的核苷酸序列。