本發(fā)明申請涉及生物工程，具體涉及一種植物腺毛發(fā)育調(diào)控基因 ntjaz11、其編碼蛋白、表達(dá)載體及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、表皮毛是大多數(shù)植物地上部分表皮組織所延伸出來的一種特化的毛狀結(jié)構(gòu)附屬物，不僅可以保護(hù)植物抵抗生物和非生物脅迫，還具有很高的經(jīng)濟(jì)和藥用價值。表皮毛根據(jù)其是否具有分泌能力分為兩種，一類具有分泌作用，稱為腺毛；另一類沒有分泌作用，僅具有保護(hù)作用，稱為非腺毛（保護(hù)毛）。植物腺毛分布在莖、葉、花器官甚至果實的表面，可產(chǎn)生具有抗生物脅迫和非生物脅迫能力的腺毛分泌物，被譽為“生物合成工廠”。腺毛作為表皮毛重要的組成部分，其產(chǎn)生的次生代謝物質(zhì)在提高煙葉香氣品質(zhì)和抵御外界脅迫具有重要作用。非腺毛具有提高植物抗逆性的重要作用。

2、表皮毛作為植物抵御外界傷害的一道天然屏障，其形成受茉莉酸的誘導(dǎo)。茉莉酸（jasmonic?acid，ja）是一種重要的天然植物內(nèi)源激素，參與控制植物的生長發(fā)育及逆境響應(yīng)。其中，ja調(diào)節(jié)植株表皮毛主要依賴jaz蛋白的降解后恢復(fù)下游轉(zhuǎn)錄因子活性以調(diào)控表皮毛的發(fā)育。ja信號通路的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜多樣，jaz作為核心部分通過調(diào)控下游相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子達(dá)到平衡植物生理活動及防御反應(yīng)等效果，如根莖生長、葉綠素降解、花青素積累及逆境耐受性。其中，ja調(diào)節(jié)植株表皮毛主要依賴jaz蛋白的降解后恢復(fù)下游轉(zhuǎn)錄因子活性以調(diào)控表皮毛的發(fā)育。bhlh轉(zhuǎn)錄因子是ja信號通路中重要的下游調(diào)節(jié)基因，也參與了表皮毛發(fā)育過程。比如：擬南芥atmyc1影響表皮毛密度變化。番茄slmyc1激活ja介導(dǎo)的番茄ⅵ型腺毛的形成。黃瓜csmyc2作為負(fù)調(diào)控因子參與腺毛的發(fā)生。

3、另外，ja途徑其他相關(guān)基因同樣參與植物表皮毛的形成與發(fā)生。擬南芥 atmyb82正調(diào)控表皮毛的發(fā)育。 aagl3-like受ja誘導(dǎo)正向調(diào)節(jié)青蒿表皮毛密度； aamixta1影響青蒿腺毛的起始，而 aahd8/aamixta1能夠形成復(fù)合物促進(jìn) aahd1基因表達(dá)調(diào)控青蒿毛狀體的形成。 slhd8-sljaz4作為關(guān)鍵模塊介導(dǎo)ja信號促使番茄毛狀體伸長； slwo正調(diào)控番茄i型表皮毛密度，而 slcycb2作為 wo的下游基因參與番茄表皮毛的發(fā)生。異源表達(dá)金魚草中的 mixta和 mixta-like促使煙草葉片和莖上的表皮毛密度顯著增加，與 mixta基因具有同源性的棉花胚珠基因 cotmyb，轉(zhuǎn)入煙草后提高其表皮毛密度。本氏煙中 nbwo與 nbcycb2形成負(fù)反饋調(diào)節(jié)環(huán)調(diào)控腺毛發(fā)育。 nthd-zip-iv-1作為 wo的同源基因，響應(yīng)茉莉酸誘導(dǎo)煙草腺毛發(fā)生。 nthd9與 nthd12通過ja信號途徑調(diào)控?zé)煵蓍L柄腺毛發(fā)生， nthd8與二者相互作用同樣影響煙草長柄腺毛的密度。 ntcycb2通過茉莉酸途徑調(diào)控腺毛發(fā)生，而 ntcycb2和 ntjaz1基因共敲除能提高腺毛密度并促進(jìn)腺頭發(fā)育。

4、茉莉酸甲酯（methyl?jasmonate，meja）是茉莉酸（ja）的衍生物，常用來替代ja以增強植物對生物和非生物脅迫的抗性。目前關(guān)于普通煙草腺毛發(fā)育機制不明且缺乏有效的調(diào)控手段及利用途徑，且參與應(yīng)答meja介導(dǎo)的腺毛發(fā)育以及生物堿的合成的研究較少。

5、公開于該背景技術(shù)部分的信息僅用于加深對本公開的背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明申請目的在于提供一種植物腺毛發(fā)育調(diào)控基因 ntjaz11，并利用其構(gòu)建過表達(dá)和基因編輯載體后轉(zhuǎn)化植物，以期解決當(dāng)前對于普通煙草腺毛發(fā)育機制不明且缺乏有效的調(diào)控手段及利用途徑的技術(shù)問題，進(jìn)而達(dá)到對植物腺毛類型的定向改良和/或提高腺毛分泌物含量的目的。

2、本技術(shù)公開的第一方面，提供了一種植物腺毛發(fā)育調(diào)控基因 ntjaz11，其核苷酸序列如seq?id?no.1或seq?id?no.2所示。

3、本技術(shù)公開的第二方面，提供了一種編碼蛋白，其氨基酸序列如seq?id?no.?3或seq?id?no.4所示。

4、本技術(shù)公開的第三方面，提供了一種表達(dá)載體，含有所述植物腺毛發(fā)育調(diào)控基因 ntjaz11或其片段。

5、在本技術(shù)的一些實施例中，所述表達(dá)載體為用于植物遺傳轉(zhuǎn)化的過表達(dá)載體pcamia2300-gfp- ntjaz11-1和pcamia2300-gfp- ntjaz11-2、基因編輯載體 ntjaz11-1-caspf和 ntjaz11-2-caspf中的任一種。

6、本技術(shù)公開的第四方面，將所述植物腺毛發(fā)育調(diào)控基因 ntjaz11、其編碼蛋白或表達(dá)載體應(yīng)用在創(chuàng)制不同腺毛密度的植物材料當(dāng)中。

7、本技術(shù)公開的第五方面，將所述植物腺毛發(fā)育調(diào)控基因 ntjaz11或表達(dá)載體應(yīng)用在調(diào)控植物腺毛密度或/和保護(hù)毛密度性狀當(dāng)中。

8、本技術(shù)公開的第六方面，將所述植物腺毛發(fā)育調(diào)控基因 ntjaz11或表達(dá)載體應(yīng)用在選育腺毛密度或/和保護(hù)毛密度性狀相關(guān)的植物品種/品系當(dāng)中。

9、在本技術(shù)的一些實施例中，基于所述植物腺毛發(fā)育調(diào)控基因 ntjaz11的開放閱讀框序列，結(jié)合camv35s啟動子和報告基因gfp，構(gòu)建過表達(dá)載體，將該過表達(dá)載體轉(zhuǎn)化受體植物并培育，以獲得長柄和短柄腺毛密度顯著降低、保護(hù)毛密度顯著增加的植物材料。

10、在本技術(shù)的一些實施例中，以所述植物腺毛發(fā)育調(diào)控基因 ntjaz11開放閱讀框序列中第126-148?bp位置處的片段tcctcaatacctctctttcaagg為靶位點，構(gòu)建基因編輯載體，將其轉(zhuǎn)化受體植物并培育，以獲得長柄和短柄腺毛密度顯著增加的植物材料。

11、在本技術(shù)的一些實施例中，所述受體植物為煙草。

12、本技術(shù)實施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下任一技術(shù)效果或優(yōu)點：

13、1.?篩選、鑒定出了植物腺毛特異表達(dá)基因 ntjaz11，基于其過表達(dá)和敲除株系的表型和生理特征鑒定、檢測研究表明， ntjaz11-2能夠負(fù)調(diào)控?zé)煵蓍L柄和短柄腺毛的發(fā)育，其在調(diào)控增加腺毛分泌物含量、定向改良腺毛類型等方面具有重要的應(yīng)用價值。

14、2.?本技術(shù)對腺毛發(fā)育調(diào)控基因 ntjaz11的克隆、功能研究揭示了腺毛和保護(hù)毛生長發(fā)育的調(diào)控機制，并提供了在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中加以利用的途徑。