[发明专利]一种吲哚乙醛脱氢酶基因ald2及其过表达和应用

说明书

本发明公开了一种吲哚乙醛脱氢酶基因ald2及其过表达方法和应用。一种哈茨木霉NJAU4742中IAA生物合成的关键基因吲哚乙醛脱氢酶基因ald2，核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。含有吲哚乙醛脱氢酶基因ald2的过表达方法。吲哚乙醛脱氢酶基因ald2及其过表达片段在构建IAA产量显著提高的哈茨木霉NJAU4742基因工程菌中的应用。本发明最新发现的哈茨木霉NJAU4742中ald2基因在IAA合成过程中具有重要的作用，基因的超表达后均能显著增加植物主根系根毛区中柱鞘位置的IAA含量。本发明为新型木霉生物有机肥的研制、生态农业的发展提供了理论基础和技术保障。

技术领域

本发明属于基因工程领域，涉及一种吲哚乙醛脱氢酶基因ald2及其过表达和应用。

背景技术

吲哚-3-乙酸又被称为生长素(IAA)，是一类含有吲哚环结构的植物内源激素，可调节植物细胞的生长、根茎叶的分化及果实发育，在植物生长发育的各阶段发挥着重要作用。研究表明，根际有益微生物也能够合成IAA，虽然合成的量比较少，其中木霉属(Trichoderma spp.) 的根际有益菌成为研究的热点。木霉是一类重要的植物促生菌，不仅具有很强的根际定殖能力，更可显著促进植物的生长发育。已有报道表明，木霉对辣椒、马铃薯、莴苣、黄瓜、白菜、豌豆、花生、长春花和菊花等多种作物有促生效应，尤其对植物根系的促生具有显著的效果。这些显著促生作用，可能是源于根际促生菌PGPR合成的IAA调节植物内源激素含量或提供外源激素促进宿主植物的生长和发育(抑制主根系伸长和增加侧根数量)，进而扩大了根系与土壤的接触面积增加了根系对养分水分的吸收能力提高农作物产量等。

微生物合成IAA途径比较多，与植物中IAA的合成途径具有较大的差异，相关的基因、蛋白及中间产物还不是很确定。色氨酸是细菌IAA生物合成的主要前体物质，以色氨酸为前体至少具有5种IAA生物合成途径。目前在细菌和植物体内编码限速步骤关键酶有吲哚-3- 丙酮酸脱羧酶(IPDC)，吲哚-3-乙醛脱氢酶(IAAld)，在细菌和巴西固氮菌中缺失这两个基因均能导致IAA生物合成降低，然而目前没有获得过IAA完全缺失突变株，表明IAA生物合成具有冗余功能。但是关于木霉合成IAA代谢通路及其关键基因的研究还比较少，而且绝大多数研究只涉及一个生物合成途径的某个特异性基因或特异性酶。

本专利基于生物信息学技术分析预测了哈茨木霉NJAU4742中IAA生物合成中编码限速步骤关键基因,通过荧光定量分析、基因敲除、基因过表达等方法确定哈茨木霉NJAU4742 中IAA合成的关键基因，并利用基因工程的方法获得能显著提高IAA合成能力的菌株。因此，本专利对于提高木霉产生IAA的能力及与植物互作、促进植物的生长及提高自身免疫能力具有重要的意义。

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术的上述不足，提供一种哈茨木霉NJAU4742中IAA生物合成的关键基因吲哚乙醛脱氢酶基因ald2。

本发明的另一目的是提供含有吲哚乙醛脱氢酶基因ald2的过表达片段。

本发明的又一目的是提供该基因和过表达片段的应用。

本发明的目的可通过以下技术方案实现：

本发明所述方法中哈茨木霉NJAU4742保藏编号为CGMCC No.12166，保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心。

一种哈茨木霉NJAU4742中IAA生物合成的关键基因吲哚乙醛脱氢酶基因ald2，核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

本发明所述的吲哚乙醛脱氢酶基因ald2编码的蛋白,氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

含有所述的吲哚乙醛脱氢酶基因ald2的过表达片段。

所述的表达载体优选所述的吲哚乙醛脱氢酶基因ald2的过表达片段。