调控牡丹根发育的蛋白psu.G.00013887及其编码基因与应用

本发明涉及生物，特别地涉及调控牡丹根发育的蛋白psu.g.00013887及其编码基因与应用。

背景技术：

1、生长素在植物的各项生理活动中都有着举足轻重的地位。感知生长素信号的过程可以调节植物发育的诸多方面。生长素信号的获得、转导和响应过程是生长素发挥作用的信号途径，这一过程使得生长素可以从分子水平上调控基因的表达，从而影响细胞水平的分裂分化及生长发育，也可对茎和根尖的结构、茎和根器官的发育、侧根的起始和发育、维管组织发育等植物生长各方面进行调控，从而最终影响植物的生命活动。模式植物拟南芥当中对生长素影响根发育的研究可对其他物种当中同源基因等的研究提供指导性意见。目前多种植物当中均已发现并应用了拟南芥中的同源基因功能，可对自身根发育相关机制研究提供一定参考。

2、近年来在牡丹上对生长素影响根发育的研究多围绕在组培苗当中促进生根展开。例如在牡丹组培苗当中进行的施用不同浓度的生长素实验，其内源iaa含量先升高后降低，并积累在根原基形成和伸长的部位中，以维管束中分布最多。且高活性的过氧化物酶(pod)、多酚氧化酶(ppo)及低活性的吲哚乙酸氧化酶(iaao)有助于根原基的发生(尚文倩,王政,何松林,等.牡丹试管苗生根过程中内源iaa及相关酶活性的变化[j].西北农林科技大学学报(自然科学版),2021,49(2):129-136.)。因此可知在牡丹组培苗生根期间，外源添加iaa后，内源iaa可积累在根原基中，并触发一系列氧化还原反应，促进根的伸长和生长。

3、虽然近年来对于牡丹当中代谢物的研究不在少数，但更多的是关注了牡丹自身存在的药用成分的含量和药用功能或者种质资源评价等，对于重要的代谢物合成通路及合成途径研究十分匮乏，与生长素相关的研究更是少之又少。与上述生长素影响组培苗生根发育的研究同一团队对于牡丹组培苗中代谢和生根关系也有一定初步的探索。研究可知某些内源酚酸。如咖啡酸、芍药苷、没食子酸甲酯等成分的含量的变化变化可调节牡丹生根，在将此类酚酸物质分别添加入牡丹组培苗培养基中后，可见在咖啡酸施用时表现出生根最为旺盛。另外在施用酚酸后，牡丹组培苗的内源iaa含量均有升高(shang wq,wang z,he sl,et al.research on the relationship between phenolic acids and rooting of treepeony(paeonia suffruticosa)plantlets in vitro[j].scientia horticulturae,2017,224.)，因此可见生长素和酚酸类化合物存在一定相互作用机制，且对于植物根生长存在调控作用。

4、牡丹根的药用价值一直都备受关注，根的发育和代谢决定了根的产量和品质。然而，目前对于牡丹根发育及代谢方面的研究较为匮乏。生长素对于植物生长发育及成分的影响已被广泛证实，但牡丹上生长素作用的相关研究极其匮乏。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了调控牡丹根发育的蛋白psu.g.00013887及其编码基因与应用。

2、本发明的技术方案如下：

3、本发明提供了一种蛋白，所述蛋白的氨基酸序列如seq id no:2所示。

4、本发明还提供了所述蛋白的编码基因，所述编码基因的核苷酸序列如seq id no:1所示。

5、将该基因命名为psu.g.00013887，将其编码的蛋白命名为psu.g.00013887。具体信息如下：psu.g.00013887基因序列如序列表中序列1所示，序列1含有2142个核苷酸，其编码序列表中序列2所示的蛋白，序列2由713个氨基酸组成。

6、含有所述编码基因的表达盒、重组表达载体或重组菌也属于本发明的保护范围。

7、本发明还提供了一种制备转基因植物的方法，包括如下步骤：将所述的编码基因导入出发植物中，得到转基因植物；与出发植物相比，转基因植物侧根分支数增多和/或侧根长度增加。

8、所述编码基因是通过重组表达载体导入的，所述重组表达载体是将所述编码基因插入出发载体super1300-mcherry的多克隆位点得到的。

9、所述植物为拟南芥(arabidopsis thaliana columbia(col-0))。

10、扩增所述编码基因全长的引物对也属于本发明的保护范围，所述引物对中，一条引物序列如序列表中序列3所示，另一条引物序列如序列表中序列4所示。

11、所述蛋白在调控植物根发育中的应用也属于本发明的保护范围。

12、所述编码基因在调控植物根发育中的应用也属于本发明的保护范围。

13、所述植物为拟南芥(arabidopsis thaliana columbia(col-0))。

14、本发明探究了生长素调控牡丹根发育和代谢的影响，并挖掘出调控根发育的蛋白psu.g.00013887及其编码基因，蛋白psu.g.00013887的氨基酸序列如seq id no:2所示，其编码基因的核苷酸序列如seq id no:1所示。本发明的蛋白psu.g.00013887及其编码基因扩展了牡丹根研究的领域，为提升牡丹根品质和产量的分子育种提供了基因资源。此外，对生长素处理牡丹根发育和代谢的联合机制研究为生产高品质丹皮提供了科学理论与实验技术的支撑，为理解生长素参与牡丹根发育和代谢调控提供新的思路。

技术特征：

1.一种蛋白，其特征在于，所述蛋白的氨基酸序列如seq id no:2所示。

2.权利要求1所述蛋白的编码基因，其特征在于：所述编码基因的核苷酸序列如seq idno:1所示。

3.含有权利要求2所述编码基因的表达盒、重组表达载体或重组菌。

4.一种制备转基因植物的方法，包括如下步骤：将权利要求2所述的编码基因导入出发植物中，得到转基因植物；与出发植物相比，转基因植物侧根分支数增多和/或侧根长度增加。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述编码基因是通过重组表达载体导入的，所述重组表达载体是将所述编码基因插入出发载体super1300-mcherry的多克隆位点得到的。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述植物为拟南芥(arabidopsisthaliana columbia(col-0))。

7.扩增权利要求2所述编码基因全长的引物对，所述引物对中，一条引物序列如序列表中序列3所示，另一条引物序列如序列表中序列4所示。

8.权利要求1所述的蛋白在调控植物根发育中的应用。

9.权利要求2所述编码基因在调控植物根发育中的应用。

10.根据权利要求8或9所述的应用，其特征在于：所述植物为拟南芥(arabidopsisthaliana columbia(col-0))。

技术总结
本发明公开了调控牡丹根发育的蛋白psu.G.00013887及其编码基因与应用。所述蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。所述蛋白的编码基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。本发明还提供了一种制备转基因植物的方法，包括如下步骤：将所述编码基因导入出发植物中，得到转基因植物；与出发植物相比，转基因植物侧根分支数增多和/或侧根长度增加。本发明探究了生长素调控牡丹根发育和代谢的影响，并挖掘出调控根发育的蛋白psu.G.00013887及其编码基因，为理解生长素参与牡丹根发育和代谢调控提供新的思路，为牡丹根品质和产量的提升提供基因资源。

技术研发人员：李旸,刘政安,王希萌,舒庆艳,彭丽平
受保护的技术使用者：中国科学院植物研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23