[发明专利]一种控制拟南芥表皮毛发育的基因及其编码蛋白与应用

说明书

技术领域

本发明涉及植物基因工程领域，具体为一种控制拟南芥表皮毛发育的基因及其编码蛋白与应用。

背景技术

表皮毛的发育是研究植物细胞分化调控的一种非常有用的模式，它的形态发生与其周围的表皮细胞明显不同，起源和发育也由于具有特殊性而易于观察。它的主要功能是增加表皮层厚度，以减少热量和水分的散失以及防紫外线照射，并且保护植物免受昆虫和病原体的侵害及一些机械损伤(Szymanski et al.，2000)。

近年来关于拟南芥表皮毛发育的分子遗传控制机理的研究已经取得了长足的进展。目前已知主要有几个基因参与调节，包括GL1(GLABROUS1)(Larkin et al.，1993；Oppenheimer etal.，1991)，TTG1(TRANSPARENT TESTA GLABRRA1)(Walker et al.，1999)和GL3(GLABROUS3)(Payne et al.，2000)、GL2(GLABROUS2)(Di Cristina et al，1996)、TTG2(TRANSPARENT TESTAGLABRA2)(Johnson et al.，2002)、TRY(TRIPTYCHON)(Schellmann et al.，2002)、CPC(CAPRICE)(Wada et al.，1997)、ETC1/ETC2(Kirik et al，2004a；Kirik et al，2004b)以及WER(WEREWOLF)(Lee et al.，1999)。其中3个转录因子对于表皮毛和根毛的发育启动是必需的(Szymanski et al.，2000)，它们分别是：GLI/WER、TTG1和GL3。

TRY(TRIPTYCHON)、CPC(CAPRICE)、ETC1(ENHANCER OF TRY AND CAPRICE1)、ETC2(RNHANCER OF TRY AND CPC2)是表皮毛形成中的负调控因子。这四个基因都编码一个MYB蛋白，且仅有一个DNA结合域，没有转录激活域(Wada et al.，1997；Schellmann etal.，2002；Kirik et al.，2004a；Kirik et al.，2004b)，在调控表皮毛发育的过程中，ETC1、ETC2、TRY和CPC功能冗余。但是表皮毛的发育过程包含许多基因的共同作用，还有很多基因的调控模式尚不清楚，因此通过表型变异和基因功能联系起来研究与表皮毛相关的基因作用机理，对于揭示控制表皮毛发育的基因的相互作用具有重要的意义，同时利用基因工程对这些基因进行改造，对农业生产和作物改良具有重要的现实意义。

发明内容

本发明提供了一种控制拟南芥表皮毛发育的基因及其编码蛋白与应用。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种控制拟南芥表皮毛发育的基因，该基因的核苷酸序列具有如SEQ ID NO：1所示的序列。

由控制拟南芥表皮毛发育的基因的核苷酸序列编码的氨基酸序列，该氨基酸序列具有如SEQ IDNO：2所示的序列。

一种控制拟南芥表皮毛发育的基因在调控叶片和茎表皮毛发育中的应用。

本发明采用激活标签载体pDSK15-11对拟南芥bzr1-1D进行大量转化，通过basta筛选，获得了一个含有50000株抗性植株的激活标签突变体库，从中筛选到一个叶片和茎表皮毛缺失的突变体，命名为B11，通过TAIL-PCR的方法对其T-DNA侧翼序列扩增并测定其序列，将测定序列和拟南芥的全基因组序列进行比对，找出突变位点，发现T-DNA插入位点被定位在拟南芥4号染色体At4g01050和At4g01060之间。种植T2代突变体，通过PCR鉴定和观察分析其表型，确定表皮毛缺失的突变体是由于这一T-DNA插入引起的，并进一步验证这一突变体的表型是由于At4g01060(定名为ETL1)的超表达造成的。At4g01060是一个只有432bp的MYB家族成员，该蛋白含有77个氨基酸残基，含有三个外显子和两个内含子，氨基酸序列在其中间部位仅含有一个MYB domain。

经试验验证，该基因特异地在叶片和茎表皮毛发育中起作用，对根毛的发育几乎没有任何作用。ETL1在表皮毛发育中是一个负调控因子，ETL1的过表达会造成表皮毛的缺失。

该基因生物学功能的研究进一步完善了表皮毛发育的调控模式，为培育转基因作物新品种奠定了理论和生产实践基础，对农业生产和作物改良具有重要的现实意义。

附图说明

图1为突变体植株B11和bzr1-1D植株的莲座叶片表面照片