[发明专利]一种基因FERONIA的应用

说明书

本发明公开了一种基因FERONIA的应用。属于基因调控技术领域。本发明通过在缺氮培养基中添加氨基酸的方法，在其培养基上点种野生型拟南芥Col‑0和FERONIA基因缺失突变体fer‑4，发现能够恢复野生型拟南芥缺氮表型的氨基酸却不能或仅部分恢复拟南芥fer‑4突变体的缺氮表型，说明FERONIA参与了植物对有机氮的利用过程，即拟南芥FERONIA基因参与了植物根系对氨基酸的响应过程。本发明为FERONIA基因的功能研究提供了理论和方法基础。本发明所述的FERONIA可为培育农作物新品种提供理论依据和遗传资源。

技术领域：

本发明属于基因调控技术领域，具体涉及一种拟南芥基因FERONIA在植物响应氨基酸中的应用。

背景技术：

氮素是植物生长发育最重要的大量元素之一，它不仅是蛋白质、核酸及磷脂等生物大分子的重要组成成分；同时也参与酶、叶绿素及植物激素等重要化合物的构成。植物所利用的氮素主要来自于土壤或水中的可溶性有机氮化合物及无机氮化合物。

近年来，作为亚家族CrRLK1L中最重要的成员，受体蛋白激酶FERONIA(简写为FER，下同)及其信号网络受到了诸多关注。之前的研究表明：细胞膜受体蛋白激酶FERONIA信号通路在植物界是一个“多面手”，曾揭示了FERONIA负调控脱落酸ABA的信号通路(PNAS,2012)；发现了FERONIA调控种子大小(Molecular Plant，2014)；阐明了FERONIA介导RALF多肽激素与ABA交叉会话的机制(PNAS,2016)；解析了FERONIA在细胞膜上感受RALF1多肽的机制(PNAS,2016)等等。然而，对于FER是否参与氨基酸的响应过程，目前尚未可知。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种基因FERONIA的全新应用，具体是指所述的基因FERONIA参与植物响应氨基酸中的应用。该应用方向是首次发现，为FERONIA基因的功能分析，以及为获得农作物新品种提供理论依据和遗传资源。

进一步的，所述的应用是指所述的基因FERONIA在参与利用氨基酸调控植物生长中的应用。本发明确实通过试验验证了基因FERONIA与氨基酸一起起到调控植物生长的作用。

进一步的，所述的应用是指所述的基因FERONIA在植物缺无机氮状态下，参与利用氨基酸调控植物生长中的应用。

上述调控作用可能的形式包括：氨基酸作为氮源能量或外源信号分子，与FERONIA一起作用。

进一步的，氨基酸可能作为氮源能量与基因FERONIA一起参与促进植物生长。

进一步的，调控植物生长包括：氨基酸与基因FERONIA一起作用促进植物生长，特别是增加植物鲜重和/或叶绿素含量。

进一步的，氨基酸与基因FERONIA一起作用增加植物鲜重和/或叶绿素含量时，所述的氨基酸包括：精氨酸、丙氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、天冬氨酸以及甘氨酸中的一种或多种。

本发明优选丙氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺中的一种或多种时，这些氨基酸与基因FERONIA一起作用增加植物鲜重和/或叶绿素含量的效果更加突出。

进一步的，所述的应用，培养基中氨基酸浓度范围0.5-3.5mM，优选2-3mM，进一步优选3mM。

本发明在调控植物生长状况试验中发现培养基中含有少量的其他种类有机态氮，并不会影响基因FERONIA对氨基酸的响应作用。但当氨基酸浓度太小时，则会造成响应不明显，氨基酸浓度太大时，响应效果不会继续增强，因此，本发明选定了合适的氨基酸浓度范围。

进一步的，氨基酸可能作为外源信号分子与基因FERONIA一起参与植物根长调控。

进一步的，调控植物生长包括：氨基酸与基因FERONIA一起作用调控植物主根的生长，特别是增强根长抑制率。