[发明专利]调控番茄铁稳态的转录因子SlbHLH152及其应用

说明书

本发明公开了调控番茄铁稳态的转录因子SlbHLH152及其应用，是通过酵母单杂交实验，以SlbHLH068启动子序列为诱饵，从番茄cDNA文库中筛选到了转录因子SlbHLH152。同时本发明以番茄MT为受体，通过转基因技术和组织培养技术构建转基因材料，包括SlbHLH152基因突变体和过表达株系。通过对SlbHLH152基因突变体进行表型和生物学功能分析发现，在‑Fe条件下，与野生型WT相比，SlbHLH152基因突变体对缺铁敏感，生物量变小，叶绿素含量和铁还原酶活性降低，根、叶片和果实中的铁含量也降低。通过对SlbHLH152基因过表达株系进行表型和生物学功能分析发现，在‑Fe条件下，与野生型WT相比，SlbHLH152基因过表达株系对缺铁耐受，叶绿素含量升高，叶片和果实中的铁含量也升高。

技术领域

本发明涉及调控番茄铁稳态的转录因子SlbHLH152及其应用，属于农业生物技术领域。

背景技术

铁(Fe)是植物生长发育所必需的微量元素，在植物的生命活动中发挥着非常重要的作用。铁作为许多功能蛋白的重要辅助因子，可参与多种细胞生化反应，包括叶绿素的合成、光合作用、呼吸作用、DNA的合成、植物固氮及植物激素的合成等过程。缺铁往往会引起植株叶片出现脉间失绿(Interveinal Chlorosis)现象，造成植物发育不良并最终影响作物的产量和品质。同时铁也是维持人类生命活动所必需的营养元素，缺铁会导致人类“隐性饥饿”的发生。2016年，万建民院士曾指出：我国“隐性饥饿”的人口数量达到3个亿。植物性食物是人类获得铁的主要来源之一。所以，提高作物铁含量，培育富铁作物新品种是提高作物产量和品质以及预防人类“隐性饥饿”的一条有效途径。

据2014年世界粮农组织(http://faostat.fao.org/site/339/default.aspx)统计，番茄是世界第一大蔬菜作物且富含维生素C(VC可以有效促进人体对铁的吸收)，所以富铁番茄将是人类植物膳食中的一种理想铁源。在番茄中，LeFRO1作为铁还原酶，负责将根际的三价铁还原为二价铁。LeIRT1作为铁转运蛋白，负责将二价铁转运至根细胞内。番茄FER(拟南芥FIT的同源蛋白)是高等植物中最早鉴定出来的调控铁稳态的转录因子。在缺铁条件下，fer突变体不能激活LeFRO1和LeIRT1的表达，因而表现出严重的缺铁症状。SlbHLH068也是正调控缺铁响应过程的转录因子。SlbHLH068可以与FER互作形成异源二聚体从而直接结合在LeFRO1的启动子上并激活LeFRO1的表达。SlbHLH068在番茄的根、茎和叶子中的表达都受缺铁的强烈诱导，然而负责激活它表达的上游调控因子目前还未发现。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明利用酵母单杂交实验筛选到了一个新的调控番茄铁稳态的转录因子SlbHLH152，并分析了SlbHLH152调控铁稳态的生物学功能。

为了实现上述目的，本发明的技术方案之一是：

一种新的调控番茄铁稳态的转录因子SlbHLH152。

进一步，转录因子SlbHLH152的序列如SEQ ID NO.9所示。

进一步，转录因子SlbHLH152可以直接结合SlbHLH068的启动子。

本发明的技术方案之一是：一种SlbHLH152基因在调控番茄铁稳态中的应用。

本发明的技术方案之一是：两种SlbHLH152基因突变体。

进一步，所述突变体分别命名为152m-1和152m-2，152m-1为单碱基T插入，152m-2为单碱基C缺失。

进一步，所述的SlbHLH152基因突变体的获得方法为：构建好的pCAMBIA1300-SlbHLH152载体转化农杆菌GV3101，然后利用叶盘法转化番茄MT，最后通过测序结果确认阳性转化植株，在阳性转化植株中，筛选到SlbHLH152基因突变体。