调控植物细胞程序性死亡的转录因子及其应用

本发明属于生物技术和植物学领域，尤其涉及一种调控植物细胞程序性死亡的转录因 子及其应用。

背景技术：

1、铝是酸性土壤上作物生长的主要限制因子。连续施用含氨和氨化物的肥料、工业污染、 酸雨和豆科植物的固氮作用，加剧了铝毒害。在环境污染日益严重，酸性土壤面积不断扩 大的今天，铝毒害已成为世界性难题，加强植物耐铝机制研究有着重要的现实意义。

2、植物细胞程序性死亡(programmed cell death，pcd)是一种受基因控制、主动有序 的细胞死亡过程，它普遍存在于植物发育及环境互作中，不仅是植物正常生长发育必需的， 也是植物一种重要防卫反应，在适应逆境中有重要作用。有研究表明，逆境可以诱导植物 pcd，如渗透胁迫、盐、热激、低温、缺氧、金属离子等。虽然植物pcd产生的信号因子 还不清楚，但越来越多的证据表明，ros、no、ca2+、乙烯等都是环境胁迫诱导植物pcd的 重要信号分子。

3、半胱氨酸蛋白酶(caspase)是动物细胞凋亡启动和执行阶段的关键调节因子。不少 学者已将动物细胞凋亡的相关机制引入植物研究中。因此，植物caspase活性被称为类caspase活性(caspase-like activities)。目前通常利用哺乳动物caspase家族成员所 涉及的裂解位点为参考，人工合成的四肽作为底物，检测植物类caspase活性。根据底物 的特点，发现在植物中主要存在yvadase(vpes)、devdase(metacaspase)、ietdase (saspase)、lehdase、levdase、tatdase、veidase、vkmdase(saspase)等类caspase 活性，植物种类主要有烟草、罂粟、大麦、拟南芥、燕麦、挪威云杉等，材料来源主要为 叶肉组织、悬浮细胞、幼苗、叶子、花粉等。在此基础上，发明人已经在铝胁迫诱导pcd 的过程中通过添加各种抑制剂bocd-fmk、ac-devd-cho、ac-devd-cmk、z-devd-fmk、 ac-lehd-cho、z-vad-fmk、z-veid-fmk、ac-yvad-cho、ac-yvad-cmk、z-yvad-fmk等，证 实在花生铝诱导pcd过程中检测花生中存在具有类似caspase酶活性的蛋白酶ahmc1，但 对其分子机制和调控等缺乏深入研究。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种调控植物细胞程序性死亡的转录因子及其应用。

2、为解决上上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

3、调控植物细胞程序性死亡的转录因子，是与ahmc1互作的蛋白ahmug。

4、蛋白ahmug具有seq.id.no.2的氨基酸序列。

5、蛋白ahmug来源于铝诱导花生根尖发生细胞程序性死亡的花生根尖分生组织。

6、花生为中花2号。

7、上述调控植物细胞程序性死亡的转录因子的编码基因，orf的碱基序列为seq.id.no.1。

8、包含上述调控植物细胞程序性死亡的转录因子重组表达载体的重组菌。

9、上述重组菌，通过正义植物表达载体导入根癌农杆菌菌株eha105获得。

10、拟南芥转基因植株的制备方法，将重组的含gfp的上述调控植物细胞程序性死亡的转 录因子ahmug导入拟南芥中。

11、上述调控植物细胞程序性死亡的转录因子或编码基因在调控植物细胞对环境变化的 适应力中的应用。

12、上述调控植物细胞程序性死亡的转录因子或编码基因在植物抵御铝胁迫中的应用。

13、在前期研究的基础上，发明人在进一步挖掘在调控细胞程序性死亡中活性最强的caspase蛋白ahmc1的作用机理中，以铝胁迫下花生发生细胞程序性死亡过程中活性最强ahmc1蛋白为诱饵蛋白，通过花生酵母库筛选，获得参与调控细胞程序性死亡的花生转录因子ahmug及编码序列，结构分析属于转录因子，并发现其定位于细胞核和细胞质中。研 究表明，在铝诱导花生根尖发生pcd过程中，蛋白ahmug与关键蛋白ahmc1发生互作，系 调控ahmc1表达量的关键转录因子。从花生根尖提取rna获得ahmug全长，其具有 seq.id.no.2的氨基酸序列(822aa)，其编码基因的orf的碱基序列(2469bp)为 seq.id.no.1。

14、通过农杆菌浸染，发明人还获得了ahmug拟南芥植株。在铝胁迫条件下，与野生型拟 南芥相比，转基因拟南芥加快pcd的发生从而导致其抗铝性降低，表明该转录因子对植物 抵御铝胁迫起积极作用，是一种有助于调控植物细胞对环境变化的适应力的转录因子。综 上，本发明证明了转录因子ahmug在抗逆性中的作用，从理论意义上为揭示植物细胞程序 性死亡的机理提供了重要信息，对于利用基因工程技术提高作物抗铝能力、创制植物耐铝 种质具有重要意义。

技术特征：

1.一种调控植物细胞程序性死亡的转录因子，其特征在于是与ahmc1互作的蛋白ahmug。

2.根据权利要求1所述的调控植物细胞程序性死亡的转录因子，其特征在于：所述蛋白ahmug具有seq.id.no.2的氨基酸序列。

3.根据权利要求1所述的调控植物细胞程序性死亡的转录因子，其特征在于：所述蛋白ahmug来源于铝诱导花生根尖发生细胞程序性死亡的花生根尖分生组织。

4.根据权利要求3所述的调控植物细胞程序性死亡的转录因子，其特征在于：所述花生为中花2号。

5.权利要求1所述调控植物细胞程序性死亡的转录因子的编码基因，其特征在于orf的碱基序列为seq.id.no.1。

6.包含所述调控植物细胞程序性死亡的转录因子重组表达载体的重组菌。

7.根据权利要求6所述的重组菌，其特征在于通过正义植物表达载体导入根癌农杆菌菌株eha105获得。

8.一种拟南芥转基因植株的制备方法，其特征在于将重组的含gfp的权利要求1所述调控植物细胞程序性死亡的转录因子ahmug导入拟南芥中。

9.权利要求1所述调控植物细胞程序性死亡的转录因子或权利要求5所述编码基因在调控植物细胞对环境变化的适应力中的应用。

10.权利要求1所述调控植物细胞程序性死亡的转录因子或权利要求5所述编码基因在植物抵御铝胁迫中的应用。

技术总结
本发明公开了一种调控植物细胞程序性死亡的转录因子。发明人以铝胁迫下花生发生细胞程序性死亡过程中活性最强AhMC1蛋白为诱饵蛋白，通过花生酵母库筛选，获得参与调控细胞程序性死亡的花生转录因子AhMUG及编码序列，结构分析属于转录因子，并发现其定位于细胞核和细胞质中。研究表明，在铝诱导花生根尖发生PCD过程中，蛋白AhMUG与关键蛋白AhMC1发生互作，系调控AhMC1表达量的关键转录因子。从花生根尖提取RNA获得AhMUG全长，其具有SEQ.ID.NO.2的氨基酸序列(822aa)，其编码基因的ORF的碱基序列(2469bp)为SEQ.ID.NO.1。实验显示，该转录因子对植物抵御铝胁迫起积极作用，是一种有助于调控植物细胞对环境变化的适应力的转录因子。

技术研发人员：詹洁,罗淑贞,李爱玲,廖国婷,何龙飞
受保护的技术使用者：广西大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13