SCOOP小肽在调控植物叶片衰老中的应用

本发明属于植物衰老调控，尤其涉及到一种scoop小肽在调控植物叶片衰老中的应用。

背景技术：

1、叶片是植物光合作用的主要场所，为植物生长、发育以及繁殖提供大量的能量和有机物质。衰老是植物叶片发育的最后阶段，该过程对营养物质的循环再利用具有重要意义，同时也对植物的环境适应性具有积极的作用。植物衰老的进程可大幅度地影响农作物产量和品质。在农业生产中，有目的地调控衰老进程，延长叶片功能期对充分发挥叶片的光合作用潜力进而提高作物产量和品质具有重要的作用。

2、植物小肽激素是一类由前体蛋白经剪切加工后形成具有生物活性的多肽分子。研究表明，小肽介导了植物细胞间信号转导，并广泛参与植物生长发育、自交不亲和、免疫及逆境应答等过程。与传统植物激素类似，小肽通常作为配体与细胞膜上的受体蛋白进行识别结合，激活受体蛋白并引发下游信号传导反应。小肽及其受体作用的分子机制已成为当前植物科学的研究热点之一。

3、近两年来，科研人员已陆续鉴定到参与调控叶片衰老进程的小肽分子，如cle14通过调控植物体内活性氧平衡延缓年龄依赖及盐胁迫诱导的叶片衰老过程；cle42通过拮抗乙烯通路负调控叶片衰老；而idl6可作为衰老的正调控因子发挥作用，但截至目前，衰老小肽是如何被细胞膜上特异性受体感知并启动下游信号通路尚不明晰。

4、已知，与小肽结合的常为富含亮氨酸重复区的类受体蛋白激酶(leucine-richrepeat receptor-like protein kinases，lrr-rlks)。在拟南芥中，有至少223个lrr-rlks家族成员，有趣的是，目前已知和小肽配对的受体大多属于x、xi和xii亚家族，例如clv1、bam1/2/3作为受体介导clv3、cle25/26/45等小肽信号调控植物茎端和根端分生组织的稳态平衡；tdr/pxy可以特异性地接收tdif小肽信号来调节植物细胞增殖；而hae和hsl2作为ida小肽的受体调控花器官脱落过程。因此，如能够进一步挖掘小肽及其受体在衰老过程中的新功能，这对于开展叶片衰老调控的分子机制研究，通过现代生物技术手段精准调控衰老的起始和进程，进而培育理想衰老型作物具有重要的理论和实践意义。

技术实现思路

1、本发明提供了一种scoop小肽在调控植物叶片衰老中的应用，发现所挖掘出的scoop10小肽和scoop12小肽在均依赖于mik2受体调控植物叶片衰老的前提下在调控植物叶片衰老这一新功能方面表现出了相反的功能，这种同一家族小肽结合相同受体表现出相反功能的机制为首先发现，也为农业生产中利用小肽人工调控作物衰老进程进而提升产量和品质提供理论指导。

2、为了达到上述目的，本发明提供了一种scoop小肽在调控植物叶片衰老中的应用，scoop小肽为scoop10小肽或scoop12小肽。

3、作为优选，所述scoop10小肽和scoop12小肽均依赖于mik2受体调控植物叶片衰老，但功能表现相反。

4、作为优选，所述scoop10小肽正向调控，促进植物叶片衰老；所述scoop12小肽负向调控，延缓植物叶片衰老。

5、作为优选，所述scoop10小肽的氨基酸序列如seq id no.1所示，所述scoop12小肽的氨基酸序列如seq id no.2所示。

6、在上述方案中，可以理解的是，mik2(mdis1-interacting receptor likekinase2)是lrr-rlk xii亚家族成员之一，已被报道在植物花粉管识别、感知细胞壁损伤及抗镰刀菌免疫反应中发挥重要作用。已有研究表明，mik2蛋白是植物细胞因子scoop(serine rich endogenous peptide)的受体，通过识别scoop以及病原微生物scoopl保守信号基序，激活植物应激响应。基于发明人的研究发现，scoop10突变体表现为叶片晚衰，外施scoop10小肽能够促进叶片衰老，暗示scoop10可能是衰老的正调控因子；与scoop10作用不同，外施scoop12延缓叶片衰老。更有趣的是，scoop10和12小肽处理mik2突变体离体叶片并不能影响衰老进程，说明scoop10和12小肽对叶片衰老调控作用均需要mik2蛋白的参与。进一步的受体-配体结合实验结果显示mik2受体与scoop10和scoop12小肽均能直接互作。据此我们推测，mik2蛋白可能作为scoop10和12小肽在叶片衰老调控中的受体，并且scoop10和12作为同一家族中的两个成员能够与mik2受体互作结合却表现相反的功能，这一机制发明人首次发现。

7、作为优选，应用时，将所述scoop10小肽或scoop12小肽外源地施加于植物上。

8、作为优选，所述植物为拟南芥。

9、作为优选，所述scoop10小肽与mik2受体胞外域的lrr结构域miklrr之间的平衡解离常数kd为13.50±1.47nm；所述scoop12小肽与mik2受体胞外域的lrr结构域miklrr之间的平衡解离常数kd为21.98±3.02nm。

10、本发明还提供了一种植物叶片衰老促进剂，以上述技术方案所述的scoop10小肽为主要功能成份。

11、本发明还提供了一种植物叶片衰老延缓剂，以上述技术方案所述的scoop12小肽为主要功能成份。

12、本发明还提供了一种促进/延缓植物叶片衰老的方法将上述技术方案所述的scoop10小肽或scoop12小肽外源地施加于植物上。

13、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

14、本发明提供了一种scoop小肽在调控植物叶片衰老中的应用，发现所挖掘出的scoop10小肽和scoop12小肽在均依赖于mik2受体调控植物叶片衰老的前提下在调控植物叶片衰老这一新功能方面表现出了相反的功能，这种同一家族小肽结合相同受体表现出相反功能的机制为首先发现，也为农业生产中利用小肽人工调控作物衰老进程进而提升产量和品质提供理论指导。

技术特征：

1.scoop小肽在调控植物叶片衰老中的应用，其特征在于，scoop小肽为scoop10小肽或scoop12小肽。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述scoop10小肽和scoop12小肽均依赖于mik2受体调控植物叶片衰老，但功能表现相反。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述scoop10小肽正向调控，促进植物叶片衰老；所述scoop12小肽负向调控，延缓植物叶片衰老。

4.根据权利要求1-3任一项所述的应用，其特征在于，所述scoop10小肽的氨基酸序列如seq id no.1所示，所述scoop12小肽的氨基酸序列如seq id no.2所示。

5.根据权利要求1-3任一项所述的应用，其特征在于，应用时，将所述scoop10小肽或scoop12小肽外源地施加于植物上。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述植物为拟南芥。

7.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述scoop10小肽与mik2受体胞外域的lrr结构域miklrr之间的平衡解离常数kd为13.50±1.47nm；所述scoop12小肽与mik2受体胞外域的lrr结构域miklrr之间的平衡解离常数kd为21.98±3.02nm。

8.植物叶片衰老促进剂，其特征在于，以权利要求1所述的scoop10小肽为主要功能成份。

9.植物叶片衰老延缓剂，其特征在于，以权利要求1所述的scoop12小肽为主要功能成份。

10.促进/延缓植物叶片衰老的方法，其特征在于，将权利要求1所述的scoop10小肽或scoop12小肽外源地施加于植物上。

技术总结
本发明提供了一种SCOOP小肽在调控植物叶片衰老中的应用，属于植物衰老调控技术领域。本发明提供的SCOOP小肽为SCOOP10小肽或SCOOP12小肽，其在均依赖于MIK2受体调控植物叶片衰老的前提下在调控植物叶片衰老这一新功能方面表现出了相反的功能，这种同一家族小肽结合相同受体表现出相反功能的机制为首先发现，为农业生产中利用小肽人工调控作物衰老进程进而提升产量和品质提供理论指导。

技术研发人员：郭永峰,张震彪,李伟,杨丽玉,王奇,薛瑾,郭存
受保护的技术使用者：中国农业科学院烟草研究所（中国烟草总公司青州烟草研究所）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15