[发明专利]一种植物遗传转化中的报告基因花色苷增强子及应用

说明书

技术领域

本发明属于植物分子生物技术和基因工程领域，涉及一种植物遗传转化研究中的新型报告基因——花色苷增强及其应用。

背景技术

植物遗传转化技术是植物生物技术研究领域的核心内容，亦是植物种质遗传改良的有效技术手段。相较于常规育种技术，植物遗传转化技术可突破不同物种间的生殖隔离，且靶标性极高。目前，遗传转化技术已在玉米、大豆、棉花和油菜籽等主要农作物，以及多种观赏园艺作物的育种工作中取得卓著成效。例如，抗草甘膦除草剂的大豆、抗害虫侵食的棉花、拥有新颖花色的矮牵牛等。

在植物遗传转化研究中，即使技术体系相当完善，目标基因稳定转化到植株体内的染色体仍是低概率事件。因此，自未转化的组织中鉴别出成功转化目标基因的组织是植物遗传转化研究中必需的技术。目前可用于这一鉴别技术的基因大体可分为两类，分别为筛选基因和报告基因。筛选基因通常可编码一种可抵消抗生素、除草剂等生长毒性物质的蛋白质，赋予成功转化的植株以生命力。报告基因则是编码一类催化酶，其催化产物须在植物体内易于检测。

常用的植物遗传转化报告基因包括GUS(β-glucuronidase)、GFP(Green fluorescent protein)和LUC(Luciferase)等。这些基因编码的蛋白质可借助于简便的组织化学反应、或者特定的仪器进行监测。与目前常规的报告基因相比，本发明公布的花色苷增强基因MrMYB1和MrbHLH1作为新型报告基因，所赋予植株的性状无需借助任何化学反应或仪器，即可被实时的、灵敏的监测到，进而将成功转化目标基因的植物组织鉴别出。

发明内容

本发明的目的是提供一种植物遗传转化中的报告基因花色苷增强子MrMYB1(SEQ ID No：1)和MrbHLH1(SEQ ID No：2)，分别属于R2R3MYB和bHLH两种转录因子家族。已报道的研究结果显示，MrMYB1和MrbHLH1可促进杨梅果实花色苷的生物合成。

本发明的另一个目的是提供所述的报告基因花色苷增强子MrMYB1和MrbHLH1在植物遗传转化研究中的应用。在植物遗传转化研究中，报告基因常用于筛选成功转化的植株。MrMYB1和MrbHLH1作为报告基因时，可使成功转化的植株呈现红色，从而与未成功转化的绿色植株区别开。

MrMYB1和MrbHLH1作为报告基因时，具有如下特征：

(1)MrMYB1和MrbHLH1赋予成功转化植株的性状指标检测直观简易。将MrMYB1和MrbHLH1重组到同一个表达载体中，构建双价表达载体35S::MrMYB1-MrbHLH1，充分发挥两者的协同互作效应。MrMYB1和MrbHLH1协同互作时可显著诱导花色苷的积累，使得不定芽和植株呈现明显的红色。这一表型性状直观可见，无需借助于其他组织化学反应或者仪器。而且在不定芽生长早期即可确定植物遗传转化成功与否。其中充分发挥MrMYB1和MrbHLH1协同互作效应的方法为：将MrMYB1和MrbHLH1重组到同一个表达载体中，构建双价表达载体35S::MrMYB1-MrbHLH1。

(2)MrMYB1和MrbHLH1用于报告基因时，植物遗传转化过程中不定芽假阳性率为零。农杆菌介导法是植物遗传转化研究最常用的方法，因此本文烟草、番茄和草莓的遗传转化参考常规的农杆菌介导技术体系，其中所选用的农杆菌菌株分别为GV3101用于烟草和番茄、EHA105用于草莓。相较于植物遗传转化研究中其他筛选标记基因，MrMYB1和MrbHLH1作为报告基因时，鉴于直观可见的表型性状，其不定芽假阳性率可降低为零。

(3)MrMYB1和MrbHLH1赋予成功转化植株的性状可稳定遗传到后代，指示目标基因分离规律。MrMYB1和MrbHLH1整合到植株染色体后可稳定遗传到后代植株，并伴随直观的、花色苷积累引起的色泽变化性状。将MrMYB1和MrbHLH1与其他基因连锁后，可有效的指示目标基因在后代群体中的分离规律。

本发明同样适用于其他物种的花色苷增强子。