[发明专利]LaMYC7蛋白，其编码基因及其调控植物萜类合成中的应用

说明书

本发明公开了LaMYC7蛋白及其编码基因在调控植物萜类合成中的应用。本发明发现了定位于细胞核的LaMYC7基因，并且发现LaMYC7基因在烟草中过表达表现出芳樟醇和石竹烯含量显著增加，且增加烟草对丁香假单胞菌的抵抗能力。本发明通过对LaMYC7的分离和基因功能的鉴定分析，确立了LaMYC7正向调控植物中芳樟醇和石竹烯合成从而增加植物对丁香假单胞菌抗性。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及的是薰衣草LaMYC7基因及其在调控植物芳樟醇、石竹烯合成中的应用。

背景技术

植物在其生命周期中受到来自环境的各种压力，包括生物胁迫(虫害、病原菌等)和非生物胁迫(盐、高温、干旱等)(Suzuki et al.,2014；Chisholm et al.,2006)。植物为了抵抗生长和生存胁迫，进化出了多种防御机制(Atkinson and Urwin，2012)。植物排放的挥发性有机化合物(Volatile OrganicCompounds，VOCs)可作为生物防治的有力武器，为作物病虫害绿色防控和农业可持续发展提供技术支撑(Brilli et al.,2019)，其中萜类是一类重要的VOCs。植物合成的(-)-罗汉柏烯和β-石竹烯促进侧根形成，诱导植物对微生物的抗性(Ditengou et al.,2015；Yamagiwa et al.,2011；Huang et al.,2015)。另外，石竹烯通过JA信号传导诱导防御反应，增强植物对丁香假单胞菌DC3000的抗性(Frank et al.,2021)。

薰衣草(Lavandula angustifolia)全株含有VOCs，被认为是研究萜类合成调控的模式植物。目前，在薰衣草中有超过75种挥发性萜类被鉴定(et al.,2019；et al.,2019)。

萜类生物合成开始于异戊烯二磷酸(isopentenyl diphosphate，IPP)及其同分异构体二甲基烯丙基二磷酸(dimethylallyl diphosphate，DMAPP)，通过胞质中的甲羟戊酸途径(MVA)和质体中的2-C-甲基-D-赤藓糖醇4-磷酸(MEP)途径合成(Liao et al.,2016)。IPP和DMAPP通过头头或头尾结合形成香叶基二磷酸(geranyl diphosphate，GPP)，焦磷酸橙花酯(neryl pyrophosphate，NPP)或法尼基二磷酸(farnesyl diphosphate，FPP)，然后萜烯合酶(terpene synthases，TPS)将GPP、NPP和FPP转化为单萜和倍半萜(Dong et al.,2022)。

萜类生物合成受结构基因和转录因子(transcription factors，TFs)的调节。TFs通过改变转录水平来调节基因表达(Vimolmangkang et al.,2013；Xi et al.,2019)。碱性螺旋-环-螺旋(bHLH)TF在植物生长发育、应激反应和次生代谢物的生物合成中发挥着关键作用(Mertens et al.,2016)。MYC家族成员是bHLH TFs(Huang et al.,2015)，其中一些MYCs转录因子控制植物中的萜类生物合成(Yang et al.,2012)，例如，CpMYC2和AtMYC2调节拟南芥中石竹烯的合成(Hong et al.,2012；Aslam et al.,2020)，而SlMYC1控制番茄(Solanum lycopersicum)中的萜类化合物排放(Xu et al.,2018)。MYCs转录因子已在拟南芥(Hong et al.,2012；Abe et al.,2003)、番茄(Xu et al.,2018)、青蒿(Majida et al.,2019)和其他植物(Aslam et al.,2020；Lenka1 et al.,2015；Yin et al.,2017)中进行了表征，但在薰衣草中仅有LaMYC4被克隆和表征(Dong et al.,2022，现被命名为LaMYC17)。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供LaMYC7蛋白，其编码基因及其调控植物萜类合成中的应用。