[发明专利]CLE42小肽在促进植物芽再生和作为植物组培增殖促进剂中的应用

说明书

本发明公开了CLE42小肽在控制植物芽再生和作为植物组培增殖调节剂的应用，属于植物生物技术领域。本发明发现了CLE42小肽具有控制植物芽再生或作为植物组织培养增殖调节剂的应用，可通过基因编辑或转基因使CLE42基因超量表达，提高植物组织培养中的芽再生能力，或通过向组织培养基中添加人工合成CLE42小肽提高植物组织培养中的芽再生能力。

技术领域

本发明属于植物生物技术领域，具体涉及一种可以调节植物重编程、芽再生、促进植物外植体芽增殖能力的小肽和其作为植物组培增殖促进剂的应用。

背景技术

组织培养是实现植物无性繁殖和大规模扩繁的常用植物生物技术手段之一。具体是，在无菌培养的条件下，通过调整培养基中的植物激素的种类、含量和配比，主要包括生长素类与细胞分裂素类，从而诱导合适的外植体形成胚性愈伤，并进一步经历愈伤增殖和分化等过程获取高质量的再生芽，再生芽在合适的生长调节剂，一般是高浓度细胞分类素的作用下实现生根、并最后通过练苗等步骤获取大量再生苗。获取高质量的再生芽是影响植物组培成败的关键环节。

组培常用的芽再生过程需要经历两个阶段：第一步在高浓度生长素的诱导下形成具有多潜能性的胚性愈伤，第二步愈伤在高浓度细胞分裂素的诱导启动芽再生。芽再生的过程与植物干细胞活性有关，但不同于茎尖分生组织发育和根尖分生组织发育，与植物种类、基因型、外植体类型、培养条件和生长调节剂等因素有关，但是具体的调控机制尚不清楚。对组培生产而言，研究影响芽再生的新型植物调节剂具有广阔的应用价值。

此外，基因型也是影响植物愈伤形成和芽再生的内在因素。发现调控植物芽再生的主效且功能保守的基因，并通过遗传工程操控基因的表达活性，是改良植物芽再生能力的可行性生物技术手段。

生长调节剂一般指的是植物激素。高等植物普遍存在一类序列和功能保守的CLAVATA3/EMBRYO SURROUNDING REGION-RELATED(CLE)小肽，简称CLE小肽，被认为是一种新型多肽植物激素。CLE小肽的已知功能是维持植物分生组织区的干细胞活性，目前研究较为清楚的是CLV3。拟南芥CLE42是由CLE42基因(AT2G34925)编码，经翻译、剪接后生成的成熟肽段，它的氨基酸序列是“HGVPSGPNPISN”。已有的研究表明CLE42 控制原形成层细胞活性，抑制木质部分化，调控植物的侧芽发生。此外，它们还有哪些生理学功能，仍未见公开报道。

获取高质量的再生芽是影响植物组培成败的关键环节。植物激素充当生长调节剂，在芽再生过程中发挥至关重要的作用。即便尝试调整培养基中的植物激素的种类、含量和配比等因子，某些植物仍很难再生芽。对组培生产而言，研究影响芽再生的调控机制，发现调控基因，以及开发新型植物调节剂具有广阔的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供CLE42小肽在促进植物芽再生和作为植物组培增殖促进剂中的应用。

本发明发现与野生型相比，CLE42超表达植株芽再生数目明显增多，表明CLE42是控制拟南芥芽再生的正调控因子。

本发明发现与对照(不含外施小肽)相比，外源施加人工合成CLE42小肽，显著促进拟南芥下胚轴外植体在芽诱导培养基(shoot-induction medium,SIM)上形成再生芽的数目，表明这类保守的小肽激素促进植物芽再生的新功能在高等植物中具有普遍意义。

基于以上发现，本发明提供CLE42小肽在促进植物芽再生中的应用。所述的促进植物芽再生为提高植物在组织培养中的芽再生能力。

在一些实施方案中，可通过基因编辑敲入或转基因超量表达CLE42编码基因，以达到增强基因表达活性的目的，提高植物在组织培养中的芽再生能力。

在一些实施方案中，可通过向组织培养基中添加CLE42小肽提高植物在组织培养中的芽再生能力。