本发明专利技术提供了一种乙烯诱导的BAHD酰基转移酶ERAT2基因及其应用。所述乙烯诱导的BAHD酰基转移酶ERAT2基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。本发明专利技术构建了ERAT2基因的CRISPR‑Cas9基因敲除载体，并获得了ERAT2基因的CRISPR‑Cas9基因敲除株系，该株系在干旱胁迫和盐胁迫的条件下，野生型株系相比种子的发芽率降低，幼苗的根长变短；并且ERAT2基因的RNAi基因敲除株系能够参与合成多种脂质类物质溶血磷脂酰胆碱，本发明专利技术的技术方案为植物中对溶血磷脂酰胆碱的生物合成和抗渗透胁迫育种提供了理论依据和实验基础。
【技术实现步骤摘要】
一种乙烯诱导BAHD酰基转移酶ERAT2基因及其应用
本专利技术属于属于生物基因工程领域，具体涉及一种乙烯诱导BAHD酰基转移酶ERAT2基因及其应用。
技术介绍
乙烯是一种气态的植物激素，广泛参与植物的种子萌发、器官衰老、果实成熟、叶片脱落及对逆境和病原菌侵染的反应等过程。拟南芥是植物激素分子生物学研究的模式作物，很多植物激素的信号转导途径都是通过对拟南芥的研究来阐明的，这其中也包括乙烯信号转导途径。在拟南芥的乙烯信号转导途径中，植物体内合成的乙烯首先与位于内质网和高尔基体上的乙烯受体结合，正常情况下，乙烯受体与CTR1蛋白结合，协同负调控下游的乙烯反应，从而抑制下游的信号转导和相应基因的表达。当乙烯与其受体结合后，乙烯受体的蛋白质构象发生改变，乙烯受体与CTR1的结合受到抑制后，乙烯受体与下游的正调控因子EIN2结合，从而激活EIN2蛋白。激活后的EIN2蛋白在S645位点发生去磷酸化后，其C端被剪切下来，进入细胞核并且激活下游的EIN3/EILs转录因子，进而导致AP2/ERFs等一系列生长和抗逆等相关基因的表达。尽管目前针对乙烯的信号转导途径的研究较多，但却没有任何有关于乙烯参与酰基转移酶基因表达及调控功能的报道被公开。
技术实现思路
本专利技术提供了一种乙烯诱导的BAHD酰基转移酶ERAT2基因及其应用。本专利技术通过多种实验的综合分析获得一种能够编码BAHD酰基转移酶的新基因ERAT2(基因编号为AT5G01210)，并通过实验验证了其参与对植物溶血磷脂酰胆碱物质的生物合成和渗透胁迫响应的功能。为达到解决上述生产问题的目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：本专利技术提供了一种乙烯诱导BAHD酰基转移酶ERAT2基因，所述ERAT2基因的核苷酸序列如SEQIDNO.1所示。进一步的，所述ERAT2基因的表达受乙烯的诱导调控，并且位于乙烯信号通路的下游。进一步的，所述ERAT2基因在多种组织器官中发挥功能，不存在组织特异性。进一步的，所述ERAT2基因具有参与植物渗透胁迫响应的功能。进一步的，所述ERAT2基因具有参与植物溶血磷脂酰胆碱物质的生物合成的功能。进一步的，所述ERAT2基因的表达能够受到干旱胁迫和盐胁迫的影响。进一步的，所述ERAT2基因的表达能够影响植株幼苗对逆境的敏感度。本专利技术还提供了一种ERAT2基因的基因敲除载体，所述基因敲除载体为CRISPR-Cas9，其中含有如SEQIDNO.1所示的ERAT2基因。本专利技术还提供了一种erat2突变体，所述erat2突变体含有如SEQIDNO.1所示的ERAT2基因。本专利技术还提供了乙烯诱导BAHD酰基转移酶ERAT2基因在参与植物渗透胁迫中响应的应用。进一步的，在渗透胁迫条件下，ERAT2基因的CRISPR-Cas9基因敲除株系与野生型株系相比种子发芽率降低。进一步的，在渗透胁迫条件下，ERAT2基因的CRISPR-Cas9基因敲除株系的幼苗与野生型株系相比根长变短。进一步的，所述ERAT2基因的RNAi基因敲除株系的幼苗比成苗更敏感。进一步的，所述植物渗透胁迫包括盐胁迫和干旱胁迫。本专利技术还提供了乙烯诱导BAHD酰基转移酶ERAT2基因在参与植物溶血磷脂酰胆碱的生物合成中的应用。进一步的，所述ERAT2基因的CRISPR-Cas9基因敲除株系能够合成脂质类物质溶血磷脂酰胆碱。与现有技术相比，本专利技术的优点和有益技术效果是：1、本专利技术通过对乙烯突变体ctr1-8的转录组测序、乙烯信号通路中EIN3转录因子的ChIP-Seq和ACC处理拟南芥根系的基因芯片分析结果的综合分析，获得并首次确定并公开了一种能够编码乙烯诱导的BAHD酰基转移酶的新基因ERAT2(基因编号为AT5G01210)。2、本专利技术利用现有的植物基因工程技术，获得了ERAT2基因拟南芥孓DNA插入突变体erat2和CRISPR-Cas9基因敲除载体及其株系，并通过各项实验证实，erat2突变体和CRISPR-Cas9基因敲除株系的幼苗对逆境比成苗更为敏感，干旱和盐胁迫都会影响两种株系幼苗根系的生长，延缓了幼苗根的生长速度且降低植株的发芽率，通过分析erat2突变体和CRISPR-Cas9基因敲除株系渗透胁迫相关基因，从而确定ERAT2基因具有参与植物渗透胁迫响应的功能。本专利技术还通过实验证实了erat2突变体和CRISPR-Cas9基因敲除株系参与了植物溶血磷脂酰胆碱的生成，进而证实ERAT2基因参与了植物溶血磷脂酰胆碱的生物合成。3、本专利技术的技术方案为植物中对溶血磷脂酰胆碱的的生物合成和抗渗透胁迫育种提供了理论依据和实验基础。附图说明图1是本专利技术中综合分析乙烯突变体ctr1-8的转录组测序、乙烯信号通路中EIN3转录因子的ChIP-Seq和ACC处理拟南芥根系的基因芯片分析数据的结果。图2是本专利技术中乙烯生物合成前体ACC处理后ERAT2在野生型拟南芥中表达量的变化。图3是本专利技术中乙烯生物合成前体ACC处理后ERAT2在乙烯不敏感拟南芥突变体中表达量的变化。图4是本专利技术中乙烯生物合成前体ACC处理后ERAT2在乙烯超敏感拟南芥突变体中表达量的变化。图5是本专利技术中ERAT2在拟南芥不同组织器官中的相对表达量。图6是本专利技术中ERAT2在干旱胁迫下的相对表达量。图7是本专利技术中ERAT2在盐胁迫下的相对表达量。图8是本专利技术中ERAT2在冷胁迫下的相对表达量。图9是本专利技术中ERAT2在突变体中的相对表达量。图10是本专利技术中erat2突变体的生长状况，其中A为直接播种在土壤中，萌发后不再生长的突变体幼苗；B为1/2MS培养基上培养三周后，移栽入土壤中正常生长的突变体幼苗。图11是本专利技术中野生型拟南芥和erat2突变体在无甘露醇处理时的发芽率。图12是本专利技术中野生型拟南芥和erat2突变体在400mM甘露醇处理时的发芽率。图13是本专利技术中野生型拟南芥和erat2突变体在400mM甘露醇处理10天时的根长比较。图14是本专利技术中野生型拟南芥和erat2突变体在不同浓度甘露醇处理10天时的根长比较。图15是本专利技术中野生型拟南芥和erat2突变体在无NaCl处理时的发芽率。图16是本专利技术中野生型拟南芥和erat2突变体在100mMNaCl处理时的发芽率。图17是本专利技术中野生型拟南芥和erat2突变体在150mMNaCl处理6天时的根长比较。图18是本专利技术中野生型拟南芥和erat2突变体在不同浓度NaCl处理6天时的根长比较。图19是本专利技术中erat2突变体经甘露醇模拟干旱处理后HK1基因的表达量变化。图20是本专利技术中erat2突变体经盐处理后ERD4基因的表达量变化。图21是本专利技术中erat2突变体经盐处理后ERF11基因的表达量变化。图22是本专利技术中erat2突变体经盐处理后ERF4基因的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种乙烯诱导BAHD酰基转移酶ERAT2基因，其特征在于，所述ERAT2基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。/n
【技术特征摘要】
1.一种乙烯诱导BAHD酰基转移酶ERAT2基因，其特征在于，所述ERAT2基因的核苷酸序列如SEQIDNO.1所示。
2.根据权利要求1所述的BAHD酰基转移酶ERAT2基因，其特征在于，所述ERAT2基因的表达受乙烯的诱导调控。
3.一种ERAT2基因的基因敲除载体，其特征在于：所述基因敲除载体为CRISPR-Cas9，其含有如SEQIDNO.1所示的ERAT2基因。
4.权利要求1所述的乙烯诱导BAHD酰基转移酶ERAT2基因在参与植物渗透胁迫响应中的应用。
5.根据权利要求4所述的乙烯诱导BAHD酰基转移酶ERAT2基因在参与植物渗透胁迫响应中的应用，其特征在于，在渗透胁迫条件下，ERAT2基因的CRISPR-Cas9基因敲除株系与野生型株系相比种子发芽率...
【专利技术属性】
技术研发人员：马倩，金尚卉，
申请(专利权)人：青岛农业大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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