本發(fā)明涉及生物基因工程，特別是涉及一種杜梨arf類轉(zhuǎn)錄因子pbearf2基因的應用。

背景技術：

1、生長素響應因子(arf)是生長素信號通路中一類重要的轉(zhuǎn)錄因子。典型的arf蛋白包含三個保守結構域：n端dna結合結構域(dbd)、中間區(qū)域(mr)和c端相互作用結構域(ctd)，這些保守結構域也存在于aux/iaa的c端，并通過與生長素/吲哚乙酸(aux/iaa)家族二聚體和arf的相互作用參與蛋白-蛋白相互作用。在生長素水平較低的情況下，植物中的aux/iaa蛋白會與arf蛋白相互作用，致使arf無法有效調(diào)控下游靶基因，進而使生長素信號傳導路徑關閉。相反，當生長素水平升高時，植物體內(nèi)的生長素受體與生長素結合作用增強，這種結合促進了受體與aux/iaa蛋白之間更緊密的關聯(lián)，從而參與到多個途徑的生長素轉(zhuǎn)導信號中進行協(xié)同作用。

2、研究表明，缺鐵信號與生長素信號之間存在串擾，生長素反應因子arf基因在植物鐵吸收過程中起關鍵作用。例如，arf雙敲除突變體arf7arf19通常不會引起側(cè)根延遲(lrs)，但在缺鐵條件下，lrs的數(shù)量進一步增加，從而影響擬南芥對鐵的吸收(vandna?raiet?al?2015)。與野生型相比，osarf16突變株在缺鐵條件下可以增強水稻的抗缺鐵能力(shen?et?al.,2015)。敲除osarf12還改變了水稻根系中線粒體調(diào)控(osmir)、鐵(fe)調(diào)控轉(zhuǎn)運蛋白1(osirt1)和胚后短根1(osspr1)的豐度，導致根系鐵含量降低(qi?et?al,2011)。由于植物生長素反應因子arf基因眾多，目前尚無有關植物arf2基因與植物缺鐵調(diào)控方面的報道。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種杜梨arf類轉(zhuǎn)錄因子pbearf2基因的應用，以解決上述現(xiàn)有技術存在的問題。本發(fā)明通過生物實驗首次證明了杜梨arf類轉(zhuǎn)錄因子基因pbearf2及其所編碼的蛋白質(zhì)在缺鐵脅迫下促進植物對鐵的吸收的功能，為植物品種改良，創(chuàng)制高抗缺鐵能力的植物品種奠定了理論基礎。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、本發(fā)明提供杜梨arf類轉(zhuǎn)錄因子pbearf2基因或相關生物材料在以下任一項中的應用：

4、1)提高植物對缺鐵脅迫的抗性；

5、2)促進植物根部酸化的程度；

6、3)提高植物在缺鐵脅迫下高鐵還原酶的活性；

7、4)培育對缺鐵脅迫抗性高的植物品種；

8、5)提高植物在缺鐵脅迫下葉片中的葉綠素含量；

9、所述pbearf2基因的核苷酸序列如seq?id?no.1所示。

10、可選的，所述相關生物材料包括所述pbearf2基因編碼的蛋白、含有所述pbearf2基因的重組質(zhì)粒和含有所述重組質(zhì)粒的重組微生物。

11、可選的，所述pbearf2基因編碼的蛋白，其氨基酸序列如seq?id?no.2所示。

12、可選的，所述植物包括擬南芥和杜梨。

13、本發(fā)明還提供一種提高植物對缺鐵脅迫抗性的方法，包括利用遺傳轉(zhuǎn)化技術將所述的pbearf2基因在所述植物中穩(wěn)定過表達，以提高所述植物對缺鐵脅迫的抗性的步驟。

14、可選的，所述植物包括杜梨和擬南芥。

15、本發(fā)明還提供一種培育高抗缺鐵脅迫的植物的方法，包括利用遺傳轉(zhuǎn)化技術將所述的pbearf2基因在所述植物中穩(wěn)定過表達，獲得對缺鐵脅迫抗性高的轉(zhuǎn)基因植物的步驟。

16、可選的，所述植物包括杜梨和擬南芥。

17、本發(fā)明公開了以下技術效果：

18、本發(fā)明通過生物實驗首次證明了杜梨arf類轉(zhuǎn)錄因子基因pbearf2及其所編碼的蛋白質(zhì)在缺鐵脅迫下促進植物對鐵的吸收的功能。本發(fā)明以該基因轉(zhuǎn)化擬南芥和杜梨，發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定過表達該基因的植株在缺鐵環(huán)境下顯著促進了轉(zhuǎn)基因植株對鐵的吸收，同時，還能夠顯著提高轉(zhuǎn)基因植物根部酸化程度和植物體內(nèi)高鐵還原酶(fcr)的活性。本發(fā)明為植物品種改良，創(chuàng)制高抗缺鐵能力的植物品種奠定了理論基礎。

技術特征：

1.杜梨arf類轉(zhuǎn)錄因子pbearf2基因或相關生物材料在以下任一項中的應用：

2.根據(jù)權利要求1所述的應用，其特征在于，所述相關生物材料包括所述pbearf2基因編碼的蛋白、含有所述pbearf2基因的重組質(zhì)粒和含有所述重組質(zhì)粒的重組微生物。

3.根據(jù)權利要求2所述的應用，其特征在于，所述pbearf2基因編碼的蛋白，其氨基酸序列如seq?id?no.2所示。

4.根據(jù)權利要求1所述的應用，其特征在于，所述植物包括擬南芥和杜梨。

5.一種提高植物對缺鐵脅迫抗性的方法，其特征在于，包括利用遺傳轉(zhuǎn)化技術將權利要求1中所述的pbearf2基因在所述植物中穩(wěn)定過表達，以提高所述植物對缺鐵脅迫的抗性的步驟。

6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述植物包括杜梨和擬南芥。

7.一種培育高抗缺鐵脅迫的植物的方法，其特征在于，包括利用遺傳轉(zhuǎn)化技術將權利要求1中所述的pbearf2基因在所述植物中穩(wěn)定過表達，獲得對缺鐵脅迫抗性高的轉(zhuǎn)基因植物的步驟。

8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述植物包括杜梨和擬南芥。

技術總結
本發(fā)明公開了一種杜梨ARF類轉(zhuǎn)錄因子PbeARF2基因的應用，屬于生物基因工程技術領域。所述PbeARF2基因的核苷酸序列如SEQ?ID?NO.1所示，所述應用包括提高植物對缺鐵脅迫的抗性、促進植物根部酸化的程度、提高植物在缺鐵脅迫下高鐵還原酶的活性、培育對缺鐵脅迫抗性高的植物品種和提高植物在缺鐵脅迫下葉片中的葉綠素含量。本發(fā)明通過生物實驗首次證明了杜梨ARF類轉(zhuǎn)錄因子基因PbeARF2及其所編碼的蛋白質(zhì)在缺鐵脅迫下促進植物對鐵的吸收的功能，為植物品種改良，創(chuàng)制高抗缺鐵能力的植物品種奠定了理論基礎。

技術研發(fā)人員：劉倫,許周,惠雪晴,張顯兵,張忱,賈兵
受保護的技術使用者：安徽農(nóng)業(yè)大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/4/28