[发明专利]一种调节植物表面蜡质合成的方法

说明书

本发明公开了一种调节植物表面蜡质合成的方法，在植物细胞体内过表达DES1蛋白，从而使植物叶片和茎的表面蜡质合成增强。具体包括以下步骤：a.在植物细胞中引入半胱氨酸脱巯基酶DES1的重组构建体，所述酶的编码基因为At5g28030，可操作性地连接至35S启动子；b.表达所述基因以调节植物体蜡质合成的水平；c.将所述植物种植在干旱条件下。在正常和干旱条件下，转基因拟南芥植株与未经转化的野生型和该基因的敲除植株相比，具有更厚的蜡质层及更强的抗旱性。通过转基因技术，调控不同组织和器官的表面蜡质合成，从而建立了在非生物胁迫下存活率更高的转基因植物。

技术领域

本发明涉及一种调节植物表面蜡质合成的方法，属于分子生物学领域。

背景技术

植物叶片蒸腾作用包括气孔蒸腾和角质蒸腾。在严重缺水的条件下，植物叶片表皮气孔关闭，气孔导度下降，角质蒸腾成为植物失水的重要途径。角质层是覆盖于陆生植物暴露于地面部分的一个连续的脂类结构疏水层，其表面的表皮蜡质层是植物抵抗外界环境刺激的第一道屏障，通过非水溶性的蜡质限制植物的蒸腾能力，延缓细胞失水速度，防止植物非气孔性水分丧失，从而使其地上组织适应干旱环境及其它非生物和生物逆境。

叶表面蜡质的厚度和超微结构均会影响水分的通透和运输，使角质蒸腾受到影响。而表皮蜡质的不同结构和组成是由蜡质合成基因决定的。近年来随着植物分子生物学技术研究的发展, 克隆了许多角质层蜡质合成基因, 对植物蜡质基因在植物抗逆性尤其是耐旱方面的作用有了较深入了解。但这些蜡质合成基因的表达调控机制尚未被揭示。因此从蜡质合成的角度出发，利用过表达转基因植物及T-DNA 插入或RNAi突变体研究植物角质层作用，鉴定和筛选能显著提高植物蜡质合成的关键基因，培育耐逆性作物，成为了提高重要作物对干旱等非生物逆境的耐受性的新策略。

发明内容

本发明旨在提供一种调节植物表面蜡质合成的方法，在拟南芥体内过表达DES1蛋白，从而使植物叶片和茎的表面蜡质合成增强。

本发明通过转基因技术，调控不同组织和器官的表面蜡质合成，从而建立了在非生物胁迫下存活率更高的转基因植物。

本发明提供了一种调节植物表面蜡质合成的方法，在植物细胞体内过表达DES1蛋白，从而使植物叶片和茎的表面蜡质合成增强。

上述方法具体包括以下步骤：

a. 在植物细胞中引入半胱氨酸脱巯基酶DES1的重组构建体，所述酶的编码基因为At5g28030，可操作性地连接至35S启动子；

b. 表达所述基因以调节植物体蜡质合成的水平；

c. 将所述植物种植在干旱条件下。

进一步地，所述植物细胞为拟南芥。所述构建体为过表达构建体。本发明通过过表达拟南芥半胱氨酸脱巯基酶编码基因DES1，获得了其促使植物表面合成蜡质的新方法。通过对35S::DES1的转基因，增强植物不同组织和器官表面的蜡质合成，从而建立了在干旱等非生物胁迫下存活率更高的转基因植物。

本发明提供了采用上述方法产生的转基因植物。

所述的转基因植物，当与未转化的植物和敲除植物相比时，所述植物叶片和茎的蜡质层均显著增加；所述植物具有降低的对干旱胁迫或对非生物胁迫的敏感性。

所述的转基因植物与未转化的植物相比时，所述植物叶片蜡质层厚度增加26-54%，茎蜡质层厚度增加24-42%；

所述的转基因植物与基因敲除植物相比时，所述植物叶片蜡质层厚度增加68-105%，茎蜡质层厚度增加15-31%。

本发明的有益效果：

在正常和干旱条件下，转基因拟南芥植株与未经转化的野生型和该基因的敲除植株相比，具有更厚的蜡质层及更强的抗旱性。