[发明专利]转录因子SPL9在调控植物叶型中的用途

说明书

本发明公开了转录因子SPL9在调控植物叶型中的用途。本发明将拟南芥转录因子SPL9编码基因在拟南芥中进行过表达发现，转基因拟南芥的叶片变窄、叶片长宽比显著增加。本发明所提供的转录因子SPL9的新用途对于通过改变植株的叶型和株型，从而提高植株的透光性最终提高作物光合作用产率，本发明在提高粮食作物产量等方面具有重要的应用潜力。

技术领域

本发明涉及转录因子SPL9的新用途，尤其涉及拟南芥转录因子SPL9在调控植物叶型中的用途，属于拟南芥转录因子SPL9的新用途领域。

背景技术

叶片是植物进行光合作用的主要场所，是植物生长发育的关键器官。叶片型态的改变，能调整叶片的透光性，从而改变植株的光合效率，进一步影响作物的产量。拟南芥是双子叶模式植物并且具有广泛的应用价值，因此利用基因工程控制拟南芥的叶片型态发育具有非常重要的意义。

近几年，开展了许多关于植物叶片型态生长发育的分子调控机制的相关研究，据已有的报道表明，miRNA、转录因子、植物激素等在叶片的生长发育中发挥着非常重要的调控作用。其中，miRNA和植物激素大多数是通过调控转录因子进而影响植物叶片型态生长发育的。

转录因子是一类DNA结合蛋白，能够结合真核生物中某些特定基因启动子的顺式作用元件，通过这种特异性的相互作用来激活或抑制基因的转录，以此来调控下游的靶基因。转录因子一般由4个功能域组成：DNA结合域、转录调控域、寡聚化位点以及核定位信号。研究表明，许多转录因子参与了叶型的发育过程，如AS1和AS2抑制叶原基中KNOX1家族中的基因STM；叶原基与其它原基组织的分开由CUC1、CUC2和CUC3三个基因调控；HD-ZIP家族中PHAUBLOSA及相关基因能促进叶片近轴面的发育，叶片远轴面则受KANAD1、YABBY和ARF基因的调控。

转录因子SPL(SQUAMOSApromoter-binding protein-like)最早在金鱼草中发现其家族的两个成员，被命名为SBP1和SBP2，因其能与SQUAMOSA的启动子结合。后来在拟南芥中被命名为SPL(SQUAMOSA promoter binding like)。所有的SPL蛋白都含有一个由76个氨基酸残基组成的高度保守的DNA结合域SBP(SQUAMOSA promoterbinding protein domain)结构域。拟南芥SPL家族目前已发现有17个成员，从水稻中鉴定出19个SPL基因。研究表明转录因子SPL的功能多种多样，几乎涵盖了植物生长发育的全部过程，包括植物生长发育阶段的转化、形态的建成、花和果实的发育、植物胁迫应答以及植物激素与光信号转导等。

拟南芥转录因子SPL9是拟南芥SPL家族的重要成员，具有保守的DNA结合结构域，含79个氨基酸残基。该基因由三个外显子编码的375个氨基酸残基组成，其基因位于2号染色体。

迄今为止，未有拟南芥转录因子SPL9调控植物株型或提高植物光合作用产率的相关应用。

发明内容

本发明的主要目的是提供拟南芥转录因子SPL9的新用途；

本发明的上述目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明将拟南芥转录因子SPL9编码基因进行突变后在拟南芥中进行过表达发现，转基因拟南芥的叶片宽度显著减小，叶片长宽比显著增加，导致叶片透光性显著增加，从而提高植株的透光性和光合效率；说明拟南芥转录因子SPL9在叶片的型态发育中发挥非常重要的作用。

叶片是植物进行光合作用的主要场所，将拟南芥转录因子SPL9突变编码基因在拟南芥中进行过表达导致拟南芥叶片宽度减小，叶片长宽比显著增加，导致叶片透光性显著增加，从而提高植株的透光性和光合效率；可以将转录因子SPL9编码基因在粮食作物或蔬菜中进行过表达，在改变叶片形态的同时也显著提高了光合效率，最终能够提高作物的产量。

相反的，本领域普通技术人员可构建SPL9缺陷的转基因拟南芥，可获得叶片变大变圆的植株。