[发明专利]拟南芥基因At5G37150在调控叶片颜色和光合效率中的应用

说明书

本发明涉及拟南芥基因At5G37150在调控叶片颜色和光合效率中的应用，属于基因工程领域，本发明采用突变体SALK_006691研究并鉴定出拟南芥基因At5G37150为参与调控叶片颜色和光合效率的相关基因，发掘了拟南芥基因At5G37150的新功能，为开发和培育转基因植物新品种提供了基础。

技术领域

本发明属于基因工程领域，具体涉及拟南芥基因At5G37150在调控叶片颜色和光合效率中的应用。

背景技术

光合效率的高低和光合产物的合成和积累始终是制约作物产量和质量的关键因素，叶片是光合代谢的主要器官，叶绿体色素是光合代谢中的光受体，色素含量的高低直接决定了光合效率的高低和光合产物的合成和积累。在研究高等植物光合作用的具体机制中，以植物的叶色突变体为研究材料具有不可替代的优势，同时在叶绿素生物合成途径、叶绿素生物降解过程、叶绿体发育过程以及相关的遗传机制等研究领域也被日益广泛的应用。叶绿素的合成及分解代谢是一个非常复杂的过程,在此过程中有大量基因参与，其中任何一个基因发生突变都有可能影响叶绿素的合成及分解，从而使叶片表现出各种叶色变化进而影响植物的生长和发育。通过对黄化突变体叶绿素合成和降解途径及叶绿体发育的研究，可以更加明确这一复杂过程中的基因功能及介导的调控途径，从而有针对性的进行基因改造和编辑，提高作物光合效率，改良作物品质。因此，发掘和鉴定叶色突变基因，开展与叶绿素相关基因的定位、克隆及功能研究均具有重要的理论意义和应用价值。

发明内容

针对目前作物光合效率偏低、基因功能挖掘欠缺、分子调控机制研究时间较长等问题，本发明的目的一在于拟南芥基因At5G37150（P-Loop NTPase）在植物光合调控、培育高光合效率转基因植物等方面的应用，目的二在于提供一种提高植物光合效率的方法。本发明采用突变体SALK_006691研究并鉴定出拟南芥基因At5G37150为参与调控叶片颜色和光合效率的相关基因，发掘了拟南芥基因At5G37150的新功能，为开发和培育转基因植物新品种提供了基础。

为实现上述目的，本发明采用的具体方案如下：

本发明的第一方面是请求保护拟南芥基因At5G37150在如下任意一种中的应用：

a)、调控叶片颜色；

b）、调控植物光合效率；

c）、培育高光合效率的转基因植物品种。

所述拟南芥基因At5G37150编码P-loop结构的蛋白，基因组全长3233 bp，序列如SEQ ID NO：01所示，CDS序列全长2520 bp，序列如SEQ ID NO：02所示。

本发明的第二方面是请求保护一种提高植物光合效率的方法，所述方法是在植株中过表达拟南芥基因At5G37150。

有益效果：本发明采用At5G37150基因缺失表达突变体SALK_006691，通过对色素含量和光合性能研究，发现该基因参与调控叶片颜色和光合效率，植株中该基因缺失后，叶片鲜重明显下降，光合色素含量显著降低，叶绿素荧光和光合性能显著下降，叶片比活性参数下降，降低了PSⅡ光合效率。由此可见，该基因为光合调控相关基因，为改良作物品种、开发和培育高光合效率的植物新品种提供了基础。

附图说明

图1是突变体SALK_006691叶片鲜重和面积结果图；图中，*表示P0.05，显著差异；**表示P0.01，极显著差异（下同）；

图2是突变体SALK_006691叶片光合色素含量结果图；

图3是突变体SALK_006691叶片叶绿素荧光和光合性能指数结果图；