拟南芥锌指蛋白ZAT12在调控植物株型发育中的应用

拟南芥锌指蛋白zat12在调控植物株型发育中的应用
技术领域
1.本发明属于生物育种及遗传工程领域，具体地说，涉及拟南芥锌指转录因子zat12基因在培育植物株型矮化等方面的应用。


背景技术：

2.我国作为人口大国，每年对粮食等作物的需求量巨大。作物株高太高会导致易倒伏，严重影响作物产量。而植物的生长发育和形态建成究根结底是由基因控制的。新的植物生长发育调节基因的发现对认识植物发育过程并进行人工改良农作物的品种资源是十分重要的。拟南芥作为植物遗传学和分子生物学研究的模式植物之一，广泛应用于植物生长发育调控、抗逆胁迫响应等领域。拟南芥的zat12基因编码一个c2h2类型锌指转录因子，可在植物抗病中发挥功能。然而关于此基因在株型大小方面的调控未有报道。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供拟南芥zat12基因在植物叶片生长发育及株型大小方面。发明人针对筛选获得的一个拟南芥转录抑制因子zat12进行了转基因植物构建及植物叶片、胚轴生长发育与株型大小分析，发现该基因在植物生长发育中发挥功能，该基因在不同物种中具有一定的保守性，后期或可进行农作物的抗病育种及改良。
4.为达上述目的，本发明所采用的技术方案是：拟南芥zat12基因在植物叶片生长发育及株型大小方面的应用，zat12基因序列如seq id no.l所示作为本发明的一个方面
5.上述拟南芥zat12基因在植物叶片生长发育及株型大小的应用是指该基因用于抑制植物叶片大小及株型大小。
6.本发明的zat12-ox植物是通过基因工程手段在col-0拟南芥中超表达转录因子zat12 (35s启动子)的转基因株系。
7.本发明对比分析了野生型拟南芥col-o和超表达zat12基因的转基因植物zat12-ox的生长发育表型，该基因在转基因植物中过表达，可使植物叶片变小，植株矮化。通过对该基因的进一步研究和转化，可以培育出优良矮化植物，在生产中具有重要的意义。
附图说明
8.图1为本发明实施例1中zat12影响植物胚轴发育，图为6天龄的植物生长表型。
9.图2为本发明实施例2中zat12植物和col-0叶片表型。
10.图3为本发明实施例3中zat12-ox植物和col-0株型。
具体实施方式：
11.本发明提供的项目实施方案用于说明本发明，但是不局限于本发明的研究范围。如果没有特别指出，本发明实施中的技术手段为本研究领域的常用技术，所用原料为市场所购。
12.拟南芥锌指蛋白zat12的编码核酸序列如seq id no.1所示。
13.zat12-ox为转录因子基因zat12(基因登录号：at5g59820，核酸序列如seq id no.1 所示)插入到植物双元表达载体pgwb11(含有35s启动子和flag标签)，然后再利用农杆菌gv3101转入col-0中所构建的过表达转化子(具体操作方法可参考中国发明专利 cn201810240232)。
14.实施例1拟南芥的无菌培养及下胚轴发育
15.分别取拟南芥col-0和zat12基因过表达植物zat12-ox的种子，将种子放在1.5ml离心管中，用70％乙醇消毒1分钟，随后用1％次氯酸钠(有效氯浓度5％)消毒5-8分钟，最后用无菌水洗四次。将种子均匀涂布在1/2ms固体培养基上。
16.将种子在4℃黑暗处理2天后，移至植物培养箱，在10h光照：16小时黑暗的光周期条件下直立培养植物到6天龄，随后对植物生长进行拍照，并测量植物根长(图1)。
17.实施例2拟南芥叶片大小分析
18.分别取拟南芥col-0和zat12-ox的种子按实施例1中无菌培养方法无菌播种到ms培养基上后，4℃黑暗处理2天，随后放到植物培养箱中平置培养。植物在培养箱中培养至10 天后，将植物移栽于土壤(草炭：蛭石＝3:2)中，同样光周期条件下培养植物用于下一步实验。
19.植物生长至4周龄时，采取植物已完全伸展的莲座叶拍照(图2)。
20.实施例3拟南芥株型观察
21.分别取拟南芥col-0和zat12-ox的种子按实施例1中无菌培养方法无菌播种到ms 培养基上后，4℃黑暗处理2天，随后放到植物培养箱中平置培养。植物在培养箱中培养至 10天后，将植物移栽于土壤(草炭：蛭石＝3:2)中，培养植物至7周后对植物株高及株型进行拍照观察(图3)。
22.以上提供的实施例是将拟南芥转录因子zat12基因应用于植物叶片大小、胚轴发育及株型大小方面的研究。
23.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明做了详尽描述，但在本发明基础上，可以对之稍作修改或改进，这对本领域技术人员是显而易见的。同样的，将拟南芥zat12序列构建到其他载体，换用其他启动子或终止子，融合到其他小蛋白标签的上游或下游也可以达到相应效果。此外，利用不同的植物培养条件也可达到相应效果。因此，在不偏离本发明的精神的基础上所做的修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。


技术特征：
1.拟南芥锌指蛋白zat12在调控植物株型发育中的应用。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，编码所述蛋白的基因的核苷酸序列如seq id no.1所示。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，包括，所述基因在植物叶片、胚轴生长发育与株型改造中的基因工程应用。4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述叶片的改造表现为植物叶片变小。5.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述株型的改造表现为植株矮化。6.与权利要求2中所述基因相关的生物材料在调控植物生长发育中的应用，其特征在于，所述生物材料是含有所述基因的表达盒、重组载体或重组微生物。

技术总结
拟南芥锌指蛋白ZAT12在调控植物株型发育中的应用。拟南芥超表达转录因子基因ZAT12后转基因植物下胚轴发育受严重抑制、叶片变小、植物株型矮小，表明转录因子ZAT12在调控生长发育过程中起重要作用。因此ZAT12可以作为一种潜在的分子育种工具，改良植物株型，在作物抗倒伏等方面发挥作用。农作物中同源基因可能具有同样或相似的功能，因此在生产中具有重要的意义。本发明提供了转录因子ZAT12在植物株型品种改良中的应用方向，对于培育矮化的转基因植物具有重要价值。因植物具有重要价值。


技术研发人员：潘巧娜 崔北米 加利
受保护的技术使用者：江苏师范大学
技术研发日：2020.11.20
技术公布日：2022/6/7