本项发明涉及植物基因工程技术,特别公开了一种玫瑰耐盐基因RrSPL3B及其应用。该基因的核苷酸序列和相应的蛋白氨基酸序列已详细记录,为玫瑰耐盐性研究和改良提供了新的分子工具。
背景技术
野生玫瑰(Rosa rugosa Thunb.)具有很强的耐盐性,是蔷薇属植物耐盐品种培育珍贵的亲本材料。栽培玫瑰的观赏、品质性状优良但耐盐性较弱,而我国存在丰富的盐渍土资源,无法被充分利用,限制了玫瑰种植产业。
SPL转录因子是植物所特有的转录因子,包含一个高度保守的DNA结合域,即SBP结构域,该结构域由79个氨基酸残基组成,并含有两个锌离子结合位点分别由Cys-Cys-His-Cys和Cys-Cys-Cys-His组成,是一种锌指结构。最早在金鱼草中发现AmSBP1和AmSBP2结合SQUAMOSA的启动子元件调控花发育。所有SPL转录因子均在SBP结构域的C末端具有一个核定位信号序列,与第二个锌离子结合位点部分重叠,从而使SPL蛋白进入细胞核表达。SPL家族功能和果实发育、孢子发育、赤霉素信号、抗霉菌和铜离子胁迫有关。
研究表明植物miR156-SPL模块在参与植物相转变、器官发育和形态建成多方面的控制。拟南芥中miR156显著被盐胁迫诱导,miR156超表达提高了植株盐、旱的耐性同时延迟了开花时间,而超表达miR156抗性SPL靶标,植株出现相反表型,对盐、旱敏感且提前开花。而超表达miR156或者抗性SPL靶标的水稻,表型类似于拟南芥。进一步研究发现SPL9通过调控二氢黄酮醇还原酶DFR影响花青素代谢,花青素积累提高植株的抗逆性,miR156-SPL9-DFR通路将逆境和发育调控动态联系。类似的情况发生在热胁迫下,热胁迫诱导了miR156,SPL下调使得植株适应性提高但生长减慢,而在低温环境下,超表达miR156的植株通过更高效的抑制SPL3翻译,导致FT启动子无法启动转录,使得开花显著延迟,miR156-SPL9-FT使得植株平衡了环境温度和发育进程。可以看出,miR156-SPL将非生物胁迫和植物生长发育相关联,使得植物灵活控制胁迫响应和生长发育。
目前,克隆和开发玫瑰耐盐调控的SPL成员,对蔷薇属植物抗性育种具有指导意义,能够为培育高耐盐性同时兼具经济价值的优良玫瑰新品种提供基础,促进玫瑰产业发展。
实现思路