本發(fā)明屬于生物技術(shù)和植物學(xué)領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及acl1在增強(qiáng)植物耐旱性或抗蟲性中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、植物在進(jìn)化過(guò)程中，為了應(yīng)對(duì)各種生物脅迫和非生物脅迫形成了多種防御機(jī)制，包括組成型防御和誘導(dǎo)型防御。

2、組成型防御是植物本身固有的能夠阻礙昆蟲取食或病原菌浸染的物理或化學(xué)防御，如植物表面蠟質(zhì)、刺、茸毛等。誘導(dǎo)型防御是指植物遭受蟲害時(shí)，一方面產(chǎn)生防御蛋白或者有毒次生代謝物，直接導(dǎo)致昆蟲死亡或發(fā)育不良，實(shí)現(xiàn)直接防御；另一方面，釋放揮發(fā)物或產(chǎn)生蜜露以吸引天敵昆蟲寄生或捕食害蟲，實(shí)現(xiàn)間接防御。

3、隨著對(duì)植物誘導(dǎo)防御反應(yīng)研究的深入，越來(lái)越多的研究發(fā)現(xiàn)，許多昆蟲能夠干擾甚至適應(yīng)植物誘導(dǎo)防御反應(yīng)，例如，植食性昆蟲為了適應(yīng)植物組成型防御性狀，逐漸在形態(tài)上發(fā)生遺傳變異，包括長(zhǎng)出多型翅，分化出不同類型的口器，如咀嚼式、刺吸式以及挫吸式口器等。

4、為了應(yīng)對(duì)昆蟲對(duì)植物防御反應(yīng)的干擾和適應(yīng)，深入到細(xì)胞、分子水平，探究植物對(duì)生物脅迫和非生物脅迫的相關(guān)基因，對(duì)于利用植物的防御機(jī)制，通過(guò)生物技術(shù)來(lái)改造植物生長(zhǎng)特性，從而提高植物對(duì)生物脅迫和非生物脅迫的適應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)優(yōu)良育種而言，是十分必要的，也是本領(lǐng)域亟需的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種acl1在增強(qiáng)植物耐旱性或抗蟲性中的應(yīng)用。本發(fā)明揭示了acl1基因可以影響蠟質(zhì)合成，進(jìn)而對(duì)植物(如水稻)的耐旱性或抗蟲性的能力造成影響；通過(guò)下調(diào)acl1基因可以逆轉(zhuǎn)這一狀況。本發(fā)明對(duì)于植物性狀的遺傳改良具有重要意義。

2、在本發(fā)明的第一方面，提供一種增強(qiáng)植物耐旱性或抗蟲性的方法，所述方法包括：下調(diào)植物中acl1的表達(dá)或活性。

3、在一種或多種實(shí)施方式中，所述的下調(diào)(acl1)包括：抑制、阻滯、降低或弱化；較佳地，進(jìn)行顯著性的下調(diào)、抑制、阻滯、降低或弱化，如下調(diào)、抑制、阻滯、降低或弱化20％、40％、60％、80％、90％或更低。

4、在一種或多種實(shí)施方式中，所述的增強(qiáng)(植物耐旱性或抗蟲性)包括提高、促進(jìn)等，其為顯著性的增強(qiáng)、提高或促進(jìn)，如耐旱或抗蟲性增強(qiáng)、提高或促進(jìn)20％、40％、60％、80％、90％或更高(病蟲害減少20％、40％、60％、80％、90％或更少)。

5、在一種或多種實(shí)施方式中，所述的下調(diào)表達(dá)包括缺失表達(dá)。

6、在一種或多種實(shí)施方式中，所述下調(diào)植物中acl1的表達(dá)或活性的方法包括：在所述植物中敲除或沉默acl1的編碼基因，或抑制acl1的活性。

7、在一種或多種實(shí)施方式中，所述下調(diào)植物中acl1的表達(dá)或活性的方法包括：利用crispr/cas9技術(shù)進(jìn)行基因編輯從而敲除acl1的編碼基因，或以特異性干擾acl1的編碼基因表達(dá)的干擾分子來(lái)沉默acl1，或以同源重組的方法敲除acl1編碼基因，或在含有acl1的植物中將acl1進(jìn)行功能喪失性突變。

8、在一種或多種實(shí)施方式中，所述利用crispr/cas9技術(shù)進(jìn)行基因編輯從而敲除acl1的編碼基因的方法包括：編輯acl1基因的cds區(qū)域造成核苷酸移碼突變，從而引發(fā)該基因功能缺失；或，以表達(dá)終止子抑制acl1的編碼基因的表達(dá)。

9、在一種或多種實(shí)施方式中，所述被敲除的acl1編碼基因相比于未被敲除的acl1編碼基因，缺失基因組的第24-25位(從atg的首位起算)的“ct”。

10、在一種或多種實(shí)施方式中，所述增強(qiáng)植物耐旱性或抗蟲性包括：提高植物對(duì)干旱的響應(yīng)性；提高植物昆蟲取食的響應(yīng)性；提高植物對(duì)昆蟲取食后的存活率；增加植物表面蠟質(zhì)含量。

11、在本發(fā)明的第二方面，提供acl1下調(diào)劑的用途，用于增強(qiáng)植物耐旱性或抗蟲性；或，用于制備增強(qiáng)植物耐旱性或抗蟲性的制劑。

12、在一種或多種實(shí)施方式中，所述acl1下調(diào)劑包括：針對(duì)acl1的crispr基因編輯試劑、同源重組試劑或定點(diǎn)突變?cè)噭?，所述試劑將acl1進(jìn)行功能喪失性突變；特異性干擾acl1的編碼基因表達(dá)的干擾分子所述下調(diào)劑包括：編輯acl1基因的cds區(qū)域造成核苷酸移碼突變的試劑；更佳地，所述下調(diào)劑包括：在acl1基因第24-25位缺失2個(gè)堿基的基因編輯試劑。

13、在一種或多種實(shí)施方式中，所述增強(qiáng)植物耐旱性或抗蟲性包括：提高植物對(duì)干旱的響應(yīng)性；提高植物對(duì)昆蟲取食的響應(yīng)性；提高植物對(duì)昆蟲取食后的存活率；增加植物表面蠟質(zhì)含量。

14、在一種或多種實(shí)施方式中，所述acl1增加植物表面蠟質(zhì)含量，保護(hù)植物表面蠟質(zhì)，提高植物耐旱性或抗蟲性。

15、在本發(fā)明的第三方面，提供一種植物acl1的用途，用于作為鑒定植物耐旱性或抗蟲性的分子標(biāo)記，或用作定向篩選植物的分子標(biāo)記物。

16、在本發(fā)明的第四方面，提供一種定向選擇或鑒定植物的方法，所述方法包括：鑒定測(cè)試植物中的acl1蛋白的表達(dá)或活性；若該測(cè)試植物的acl1蛋白呈現(xiàn)低表達(dá)或不表達(dá)，或呈現(xiàn)低活性或無(wú)活性，則該測(cè)試植物的耐旱性或抗蟲性高或正常；若該測(cè)試植物的acl1蛋白呈現(xiàn)正常表達(dá)或高表達(dá)，或呈現(xiàn)正?；钚曰蚋呋钚裕瑒t該測(cè)試植物的耐旱性或抗蟲性低或異常。

17、在一種或多種實(shí)施方式中，所述低表達(dá)或低活性，是指與同類或同種植物的acl1表達(dá)或活性的平均值相比，測(cè)試植物acl1表達(dá)或活性具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的降低；如降低5％、10％、15％、20％、40％、60％、80％、90％或更低。

18、在一種或多種實(shí)施方式中，所述高表達(dá)或高活性，是指與同類或同種植物acl1的表達(dá)或活性的平均值相比，測(cè)試植物acl1表達(dá)或活性具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的提高；如提高5％、10％、15％、20％、40％、60％、80％、90％或更高。

19、在本發(fā)明的第五方面，提供一種篩選增強(qiáng)植物耐旱性或抗蟲性的物質(zhì)(包括潛在物質(zhì))的方法，包括：

20、(1)將候選物質(zhì)加入到表達(dá)acl1的體系中；

21、(2)檢測(cè)所述體系，觀測(cè)其中acl1的表達(dá)或活性；

22、若其表達(dá)或活性降低(顯著降低，如降低10％、20％、40％、60％、80％、90％或更低)，則表明該候選物質(zhì)為可用于增強(qiáng)植物耐旱性或抗蟲性的物質(zhì)。

23、在一種或多種實(shí)施方式中，所述方法還包括：設(shè)置不添加所述候選物質(zhì)的對(duì)照組，從而明確分辨測(cè)試組中acl1表達(dá)或活性與對(duì)照組的差異。

24、在一種或多種實(shí)施方式中，所述的候選物質(zhì)包括(但不限于)：針對(duì)acl1或其編碼基因或其上游或下游蛋白或基因設(shè)計(jì)的調(diào)控分子(如上調(diào)劑、下調(diào)劑、小分子化合物基因編輯構(gòu)建物等。

25、在本發(fā)明的第六方面，提供一種用于增強(qiáng)植物耐旱性或抗蟲性的acl1的下調(diào)劑，其為crispr基因編輯試劑；較佳地，其為在acl1基因第24-25位缺失2個(gè)堿基的基因編輯試劑；較佳地，其是sgrna構(gòu)建體，由seq?id?no:3和seq?id?no:4所示的引物退火后插入到crispr表達(dá)構(gòu)建體而形成。

26、在本發(fā)明的第七方面，提供一種植物細(xì)胞、組織或器官，其中含有外源的下調(diào)劑；所述下調(diào)劑為crispr基因編輯試劑；較佳地，所述下調(diào)劑為在acl1基因第24-25位缺失2個(gè)堿基的基因編輯試劑；較佳地，所述下調(diào)劑是sgrna構(gòu)建體，由seq?id?no:3和seq?id?no:4所示的引物退火后插入到crispr表達(dá)構(gòu)建體而形成。

27、在一種或多種實(shí)施方式中，所述的植物細(xì)胞、組織或器官不具有繁殖能力或不能再生成植株。

28、在一種或多種實(shí)施方式中，所述的植物為或所述acl1來(lái)自禾谷類作物；較佳地，所述的禾谷類作物包括禾本科植物；較佳地，包括(但不限于)禾本科稻屬植，禾本科小麥屬植物，禾本科玉米屬植物；較佳地，包括(但不限于)：水稻、高粱、玉米、大麥、小麥、燕麥、黑麥。

29、在一種或多種實(shí)施方式中，所述的抗蟲性是植物抵抗昆蟲的性能；所述昆蟲包括：半翅目昆蟲，同翅目昆蟲，雙翅目昆蟲，鱗翅目昆蟲等；較佳地為飛虱科昆蟲，如褐飛虱。

30、在一種或多種實(shí)施方式中，所述的acl1包括選自下組：(i)具有seq?id?no:1所示氨基酸序列的多肽；(ii)將如seq?id?no:1所示的氨基酸序列經(jīng)過(guò)一個(gè)或幾個(gè)(如1-20個(gè)；較佳地1-10個(gè)；較佳地1-5個(gè)、1-3個(gè)或1-2個(gè))氨基酸殘基的取代、缺失或添加而形成的，具有所述調(diào)控性狀功能的、由(i)衍生的多肽；(iii)氨基酸序列與seq?id?no:1所示氨基酸序列的同源性≥80％(較佳地85％以上、90％以上或95％以上；如98％以上或99％以上)，具有所述調(diào)控性狀功能的多肽；(iv)在seq?id?no:1所示氨基酸序列的多肽的n或c末端添加標(biāo)簽序列或酶切位點(diǎn)序列，或在其n末端添加信號(hào)肽序列后形成的多肽。

31、本發(fā)明的其它方面由于本文的公開內(nèi)容，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯而易見的。