[发明专利]一种烟草抗低温胁迫诱导早花基因NtMYB15及其克隆方法与应用

说明书

本发明公开了一种烟草抗低温胁迫诱导早花基因NtMYB15及其克隆方法与应用；烟草抗低温胁迫诱导早花基因NtMYB15核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示；编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示；过量表达该基因能提高烟草对低温胁迫的适应性，NtMYB15在烟草调控开花时期领域具有广阔的应用前景。本发明的植物开花时期调控相关蛋白及其编码基因为农作物尤其是烟草优化开花时期育种提供基因与技术的支持。

技术领域

本发明属于遗传工程技术领域，具体涉及一种烟草抗低温胁迫诱导早花基因NtMYB15及其克隆方法与应用。

背景技术

低温是限制农作物生产的最主要的环境因素之一，低温胁迫可以改变植物的花期，从而影响作物产量及一些花卉植物的经济价值。在我国南部地区，低温胁迫诱导的烟草早花现象严重影响烟叶生产和农民增收。

烟草起源于南美洲，是典型喜温短日作物，生长发育适温为25-28℃，在零下2-3℃时，烟株就会死亡，地下部最适宜的生长温度是31℃。烟草在6-7叶龄时，如果受到两周左右的12℃低温胁迫就会发生早花现象（项目组田间数据）。烟草早花指烟草植株未能达到正常生长应具有的高度和叶数，花芽就提早分化，现蕾开花的现象。发生早花的烟株过早地从营养生长转入生殖生长，导致生长势弱，叶片数减少，叶片窄小，叶片的产量和质量降低。因此，烟草早花将给烟农带来重大经济损失，影响边远山区农民收入。

目前生产上主要通过农艺措施（如打顶留杈）来解决低温胁迫诱导花芽提前分化的问题，但这仅是一种极为耗费人力的补救措施。解决低温胁迫诱导早花的根本途径是通过对低温胁迫诱导烟草早花的分子机理研究，培育出耐低温抗早花的烟草新品种。

目前可供参考借鉴的关于低温胁迫影响植物花期的研究主要集中在拟南芥上。拟南芥（Arabidopsis thaliana）是重要的模式植物，起源于高纬度地区及高山地区，生活环境以湿冷为主，因此具有明显的低温促进开花（春化）现象。

大量的研究表明模式植物拟南芥存在至少五种成花途径：春化作用（营养生长初期低温胁迫）、温度因素（营养期低温胁迫）、光周期、赤霉素和自主开花途径。这五种途径都通过调控开花途径关键基因FLOWERING LOCUS T（FT）、SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CONSTANS1（SOC1）及LEAFY（LFY）来控制开花的精确时间。Constant（CO）在这些基因上游起正调控作用，与此同时，FLOOWERING LOCUS C（FLC）在FT、SOC1、LFY的上游起负调控作用。

在非诱导性短日照条件下，赤霉素是拟南芥开花的必要条件，拟南芥ga1突变体（对映贝壳杉烯突变体）在短日照条件下外施赤霉素能够开花，否者不能开花，但在长日照的条件下ga1-3表现为延迟开花。赤霉素能够与赤霉素受体GID1结合然后与DELLA结合形成GA-GID1-DELLA 三聚体，通过泛素26S蛋白酶体降解DELLA蛋白。当GA不存在的情况下，DELLA蛋白能够通过抑制LFY及SOC1的表达从而抑制开花，而当GA存在的时候，DELLA蛋白降解，LFY及SOC1表达上调从而促进开花。目前关于赤霉素调控植物开花的研究主要集中在长日植物拟南芥，而对于短日植物则没有涉及。并且低温胁迫与赤霉素是否存在着互作进而协同促进植物开花目前没有相关报道。