[发明专利]茶树糖基转移酶基因UGT91Q2在提高植物抗寒性上的应用

说明书

本发明公开了茶树糖基转移酶基因UGT91Q2在提高植物抗寒性上的应用，所述茶树糖基转移酶基因UGT91Q2的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。本发明的茶树糖基转移酶基因UGT91Q2与植物的抗寒性相关，在茶树中沉默该基因可显著降低茶树的抗冷能力，在拟南芥和烟草中过量表达该基因后，再对转基因植株低温处理，显著提高了模式植物的抗冻性。

技术领域

本发明属于基因工程领域，具体涉及茶树糖基转移酶基因UGT91Q2在提高植物抗寒性上的应用。

背景技术

植物的生长发育，产量与外界环境因素息息相关。植物在生长发育过程中不可避免的受到逆境胁迫的影响。逆境胁迫分为生物胁迫和非生物胁迫。目前，低温已经成为非生物胁迫中，影响植物的生长，发育和分布的主要限制因子。

茶是世界上最受欢迎的非酒精类保健饮料，茶树(Camellia sinensis(L.)O.Kuntze))属山茶科山茶属,是近30个国家(包括中国，日本，印度和美国)的最重要的经济作物之一。系亚热带多年生常绿植物,原产于我国西南地区、缅甸北部和印度阿萨姆一带。主要种植于热带和亚热带区域。茶树是我国重要的经济作物,茶也是日常生活中的重要饮品。

尽管这种常绿的多年生植物可以在各种农业气候条件不同的地区种植，但由于其嗜热的性质，大多数茶叶生产仅限于热带和亚热带气候。近年来茶叶需求量增加,茶树种植区域北移,但茶树喜温畏寒的特性使得一些南方优良种质向北方茶区引种栽培时受年平均温度的制约,越冬困难。我国大部分茶区严冬季节都曾遭受过冻害,导致茶树大幅减产。低温是限制茶树生长，存活和地理分布的最关键的环境因素之。因此，有必要更好地了解冷胁迫的生理反应并探索提高茶树耐寒性的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题为：如何提供一个能提高植物抗寒性的茶树糖基转移酶基因。

本发明的技术方案为：茶树糖基转移酶基因UGT91Q2在提高植物抗寒性上的应用，所述茶树糖基转移酶基因UGT91Q2的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。

进一步地，所述应用为在植物中过表达茶树糖基转移酶基因UGT91Q2，从而提高植物抗寒性。

优选地，所述植物为拟南芥、烟草或茶树。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的茶树糖基转移酶基因UGT91Q2与植物的抗寒性相关，在茶树中沉默该基因可显著降低茶树的抗冷能力，在拟南芥和烟草中过量表达该基因后，再对转基因植株低温处理，显著提高了模式植物的抗冻性。

附图说明

图1为UGT91Q2基因在茶树低温转录组中的表达量变化，NA为对照(正常条件下生长的茶苗)；CS为低温4℃处理6小时；CA为低温4℃处理7天；FA为低温0℃处理7天；DA为低温25℃处理7天；通过该基因在不同低温条件下的表达量可以得出该基因在低温下强烈诱导，发挥一定的作用。

图2为不同茶树基因型中UGT91Q2基因及冷响应转录因子CBF基因的变化趋势，1-4为不同的茶树基因型，抗冷能力依次增强。抗冷能力强的基因型中该基因的表达能力更强，而且该基因与CBF的表达高度相关。(CBF为植物冷响应转录因子，低温下响应强烈)。说明该基因与茶树抵御低温的能力呈正相关。

图3为茶树沉默UGT91Q2基因后叶绿素荧光成像图。左图为注射正义链的对照，右图为沉默后植株；色阶0-1代表Fv/Fm值，数值越大，抗冷能力越强。沉默后的植株抗冷能力显著降低。

图4为野生型拟南芥植株(CK)与转基因植株(Treat)在-5℃低温条件下的叶绿素荧光图。色阶0-1代表Fv/Fm值，数值越大，抗冷能力越强。转基因拟南芥植株的抗冷能力显著强于野生型。