[发明专利]捕光色素叶绿素a/b结合蛋白LHCB3在植物育种中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种捕光色素叶绿素a/b结合蛋白LHCB3在植物育种中的应用。

背景技术

捕光叶绿素a/b结合蛋白(LHCB)是光合系统II(PSII)复合体的载脂蛋白。LHCB蛋白通常与叶绿素、叶黄素组成复合体成为光合系统的捕光天线复合体。这些捕光天线复合体吸收光能并且向PSII光反应中心传递激发能以驱动光合电子传递系统。PSII复合体的外部天线蛋白LHCBs是捕光复合体重要的组成部分，它是自然界中含量最丰富的膜蛋白。LHCBs蛋白由较小的天线复合体：LHCB4(CP29)，LHCB5(CP26)和LHCB6(CP24)以及较大的天线复合体：同源和异源的三聚体LHCB1，LHCB2和LHCB3。

这些叶绿体/类囊体蛋白由核基因编码，其表达主要受到环境和发育等因素调节，包括主要受到光(Silverthorne and Tobin，1984；Sun and Tobin，1990；Peer et al，1996；Millar and Kay，1996；Weatherwax et al，1996；Yang et al，1998；Humbeck and Krupinska，2003；Nott et al，2006；Staneloni et al，2008；De Montaigu et al，2010；Pruneda-Paz and Kay，2010；Thines and Harmon，2010)；活性氧(Nott et al，2006；Staneloni et al，2008)，叶绿体逆向信号(Nott et al，2006)，昼夜节律(Paulsen and Bogorad，1988；Strayer et al，2000；Alabadi et al，2001；Thain et al，2002；Andronis et al，2008；Pruneda-Paz etal，2009；De Montaigu et al，2010；Pruneda-Paz and Kay，2010；Thines and Harmon，2010)和生物激素脱落酸(ABA)的调控(Bartholomew et al，1991；Chang and Walling，1991；Weatherwax et al，1996；Staneloni et al，2008)。植物对LHCB蛋白表达的调节被认为是植物调节叶绿体功能以应对逆境的重要机制之一(Nott et al，2006；De Montaigu et al，2010；Pruneda-Paz and Kay，2010；Thines and Harmon，2010)。

ABA是调节植物生长与发育的重要生物激素，尤其在植物响应逆境方面起到重要作用(Finkelstein et al，2002；Adie et al，2007)。以前人们认为ABA负调控LHCB基因的表达，并且与光协同作用调节LHCB的表达以响应强光逆境(Bartholomew et al，1991；Chang andWalling，1991；Weatherwax et al，1996；Staneloni et al，2008)。强光调低LHCB的表达可能是通过植物体内ABA浓度的改变而实现的(Weatherwax et al，1996)。然而ABA对于LHCB基因表达的生理意义并没有被完全理解。

ABA信号转导过程得到了广泛的研究，人们鉴定得到了许多参与其中的组成成分，这其中包括位于细胞膜和细胞内的ABA受体。质膜蛋白GCR2和GTG1/GTG2被认为是在细胞表面起作用的ABA受体。一类START蛋白PYR/PYL/RCAR被认为是作用于细胞内的ABA受体，直接作用于PP2C信号通路的上游以调节下游基因的表达。已经报道过拟南芥中镁卟啉IX(Mg-ProtoIX)螯合酶的H亚基(CHLH/ABAR)作为ABA受体可以结合ABA，作用于ABA信号转导过程。最近，又报道了ABAR可以结合一组WRKY转录因子抑制一些ABA响应基因的表达，如ABI5。事实上，ABA被认为是植物将昼夜节律和受ABA调控从而响应干旱环境之间的一个关键环节。ABAR/CHLH在植物细胞中还起到许多作用：在叶绿素合成过程中催化镁离子与卟啉IX的结合，作为基因组解偶联蛋白(GUN5)介导质体-核逆向信号转导过程。

ABAR/CHLH不仅是ABA受体，也在叶绿体逆向信号中具有GUN表型参与调节LHCB基因的表达。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种控制植物性状的方法。