编码一种可调控拟南芥叶子寿命的F-盒蛋白的新基因及其突变基因制造技术

本发明专利技术涉及一种调控拟南芥叶子寿命的ＯＲＥ９基因；一种通过抑制与叶子衰老有关的生理和生化改变来延长植物寿命的ＯＲＥ９基因；以及所述基因的利用。根据本发明专利技术，可将叶子寿命调控基因ＯＲＥ９及其突变基因ＯＲＥ９用于实际目的，如增加植物的产量和收割前、后的储藏效率，以及进行生物探针来研究植物中的叶子寿命－相关基因和叶子寿命抑制物质。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种从拟南芥中分离出的叶子寿命调控基因ORE9；一种突变型基因ore9，该基因是ORE9基因的一种突变型，能通过抑制与叶子衰老有关的生理和生化变化来延长叶子的寿命；以及所述基因的利用。
技术介绍
抑制植物衰老不仅有其自身重要的科学价值，而且在提高农作物的产量或增进收割后的储藏效率方面有重要的产业价值。所以，为确定植物衰老现象，积极进行了遗传学、分子生物学、生理学、生物化学方面的研究。尤其是利用寿命延长突变体对基因的识别和功能的研究，不仅在确定影响衰老进展速度的信号转移途径上，而且在解决实际问题上，如提高植物的产量和增进果实收获前、后的储藏效率等，都提供了初步的步骤。在植物的生命过程中，衰老是植物经受的最后一个阶段。衰老的启动可以说是植物生长的一个快速转变点。该期间中，细胞在新陈代谢和细胞结构上经受了巨大变化。在植物的这些变化中，一个典型的可视现象是秋季叶子的颜色变化秋色，其在叶绿素遭到破坏而其它色素产生时呈现。在秋色期间发生的叶绿素分解导致了叶绿体的破坏、以及合成代谢(如光合作用和蛋白质合成)活性的降低。相反，该期间中，大量的水解酶被诱导，而分解代谢如核酸裂解或蛋白质水解被激活。(Matile P.et al.，In CropPhotosynthesisSpatial and Temporal Determinant，Elsevier 413-440，1992；Nooden L.D.et al.，Senescence and aging in plant，Academic press，1988；andThiman K.V.et al.，The senescence of leaves，CRC press，85-115，1980)。但是，植物衰老可以看作是一个细胞变性的过程，同时可以看作是一个遗传特征，该遗传特征是植物在生长过程中为适应环境而积极获取的，包括冬季里营养物质从生长器官向生殖器官的迁移。衰老包括一系列连续的生化和生理现象，并导致细胞、器官以及整个个体的死亡。(Matile P.et al.，InCrop PhotosynthesisSpatial and temporal Determinant，Elsevier 413-440，1992；Nooden L.D.et al.，Senescence and aging in Plant，Academic press，1988；andThiman K.V.et al.，The senescence of leaves，CRC press，85-115，1980；andThomas H.et al.，Annu.Rev.Plant Physiol.123193-219，1993)。基因理论解释了衰老的原因，该理论认为基因依据固定的程序引发衰老，而错误堆积理论认为，衰老是由于重复发生在体内的信息传递错误或者蛋白质合成过程中的错误堆积引起的。后来一直认为基因理论(认为衰老由基因决定)是有说服力的。因此，在衰老过程的研究和调控上，有关植物衰老的基因克隆以及所述基因的功能识别是非常重要的。但是，尽管有其科学和实践的重要性，有关植物衰老的大量细节还不清楚。在有关植物衰老的研究中，有关植物生长激素的报告至今一直是研究兴趣的主要领域，分子生物学研究最近也已经开始。植物生长激素(细胞分裂素)是一类已知能够在生理上延缓衰老的激素。所以，正在进行大量研究，通过调控衰老相关基因来控制细胞分裂素的分泌，从而延缓衰老。然而，存在的问题是激素使其它生理功能受到了影响。最近，为解决这个问题，将IPT基因连接在衰老-特异性基因SAG12的启动子上，从而在一定的衰老阶段调控生长激素，以延缓衰老进程，结果产量增加了50％以上，而开花时间及其它生理功能等发生了较小或没有发生变化。(Gan S et al.，Science 221986-1988，1995)。另外，对已经延缓了衰老的植物的发育，试验了一种方法，该方法可抑制乙烯(一种在衰老过程中发挥了重要作用的物质)的合成，或者降低细胞(主要在成熟的番茄中)中乙烯的数量，(Klee et al.，Plant Cell，3(11)1187-93，1991；Oeller etal.，Science，18254(5030)437-9，1991；and Picton et al.，Plant Physiol 103(4)1471-1472，1993)。有关延缓衰老的分子生物学研究主要聚焦于相关基因的调控，所述基因具有与衰老过程中发生的生化变化有关的活性，或参与了信号转导系统。对番茄而言，有方法报道，利用反义DNA可防止某些基因的表达，所述基因参与了细胞壁的变性，从而预防了番茄的软化，结果提高了番茄的运输和储藏品质。(Giovannoni et al.，Plant Cell 1(1)53-63，1989)。另有报道说，反义DNA阻碍了磷脂酶D的表达，从而延缓了由植物生长激素引起的衰老(Fan et al.，Plant Cell 9(12)2183-96，1997)。但是，能直接控制植物衰老的方法可以通过分子生物学研究获得，所述分子生物学研究对基因(其表达随衰老而改变)进行了分析；还可以通过遗传学研究获得，所述遗传学研究对衰老-相关突变体进行了分离和分析。根据现有的报道，已知在拟南芥中，乙烯受体的表达在果实成熟期或花朵衰老期中受到控制，(Payton S.et al.，Plant Mol.Biol.，31(6)1227-1231，1996)，而clp基因的表达在叶子衰老期中受到控制(Nakabayashi K.et al.，Plant Cell Physiol.40(5)504-514，1999)。最近有报道已利用拟南芥突变株识别出了与叶子衰老过程有关的基因(Oh S.A.et al.，Plant Mol.Biol.30(4)739-54，1996)，和与其相关的三个基因位点(Oh S.A.et al.，The PlantJournal，12(3)527-535，1997)，以及sen1(一种衰老-相关基因)的启动子活性(Oh S.A.，et al.，Journal of Plant Physiology 151339-345，1997)。但是，有关直接调控衰老的基因及其功能的分子生物学研究还不充分。因此，本专利技术致力于寻找某些突变体，该突变体参与了拟南芥中叶子寿命的延长，并具有许多遗传学优势；同时本专利技术致力于识别某些基因，该基因参与了突变体中寿命的延长。结果本专利技术发现了一种突变体，其平均叶子寿命比野生株长大约27％；而且本专利技术以遗传图为基础，识别出了所述突变体中的相关基因。结果，发现衰老-相关基因是一种位于拟南芥2号染色体的m429至4.8±0.5cM位点、尤其是BAC F14N22位点的基因，该基因包含了2082个核苷酸，该2082个核苷酸在一个cDNA序列上编码了693个氨基酸。所述基因被命名为ORE9。另外，已发现ORE9蛋白(由所述ORE9基因编码)有一个被修饰的F-盒结构和18个富含亮氨酸的重复序列，同时能在某些蛋白质(与其它现存的含F-盒的蛋白质相似)之间进行受控结合，关于ore9(ORE9基因的一种突变体)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种调控植物寿命的蛋白质ＯＲＥ９，其氨基酸序列表示为：ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：２。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：南洪吉，禹惠莲，
申请(专利权)人：基诺麦因有限公司，浦项工科大学校，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]