[发明专利]FHY3/FAR1蛋白在调控植物生长和防御平衡中的应用

说明书

本发明公开了FHY3/FAR1蛋白在调控植物生长和防御平衡中的应用。本发明发现在面临避荫反应时，FHY3/FAR1蛋白通过直接激活避荫反应的抑制子PAR1和PAR2基因的转录来抑制植物生长加速，与JAZ蛋白和MYC2蛋白相互作用促进茉莉酸介导的防御反应。因此，本发明提供了一种抑制植物生长或加强植物防御反应的方法，包括：将FHY3/FAR1蛋白编码基因在植物中进行过表达，在面临避荫反应时过快的生长速度被抑制，同时对于病原菌的抵抗能力增强。本发明还提供了一种增强植物避荫反应或抑制植物防御反应的方法：将FHY3/FAR1蛋白编码基因进行突变，该突变体对于避荫反应增强，对于茉莉酸介导的防御反应减弱。

技术领域

本发明涉及FHY3/FAR1蛋白的新应用，尤其涉及拟南芥FHY3/FAR1蛋白在植物面临避荫反应时调控生长和防御平衡中的应用，属于FHY3/FAR1蛋白的新应用领域。

背景技术

在模式植物拟南芥中，FAR-RED ELONGATED HYPOCOTYLS 3(FHY3)和FAR-REDIMPAIRED RESPONSE 1(FAR1)是光敏色素A信号转导途径的两个关键正向调控因子，其功能缺失导致植物对远红光的反应大大下降(Wang and Deng,2002)。FHY3和FAR1编码两个同源的从古老的Mutator-like转座酶衍变而来的新型转录因子，其蛋白氮末端C2H2型锌指结构域具有DNA结合活性，能特异地结合下游靶基因启动子的结合位点(FHY3/FAR1bindingsite，FBS，5′-CACGCGC-3′)上，调节下游基因表达，比如激活FHY1和FHL的表达，后者能与phyA相互作用，并介导phyA从细胞质到细胞核的转运过程和随后的光应答反应(Lin etal.,2007)。最近的研究表明，FHY3和FAR1蛋白可以直接与DNA直接结合从而调节众多下游基因的表达，从而调控植物的生长发育(Ouyang et al.,2011；Wang and Wang,2015)。

迄今为止，尚未发现FHY3/FAR1蛋白应用于调控植物生长和防御平衡等方面。

发明内容

本发明的主要目的是提供FHY3/FAR1蛋白的一种新的用途；

本发明的上述目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供FHY3/FAR1蛋白在植物面临避荫反应时调控植物生长以及防御平衡中的应用。

本发明首先提供FHY3/FAR1蛋白在抑制植物生长或加强植物防御反应上的应用。

本发明通过试验发现在面临避荫反应时，FHY3/FAR1蛋白通过直接激活避荫反应的抑制子PAR1和PAR2基因的转录来抑制植物生长加速。FHY3/FAR1通过与JAZ蛋白和MYC2蛋白相互作用促进茉莉酸介导的防御反应。

因此，本发明提供了一种抑制植物生长或加强植物防御反应的方法，包括：将FHY3/FAR1蛋白编码基因在植物中进行过表达得到转基因植物；所得到的转基因植物在面临避荫反应时过快的生长速度被抑制，同时对于病原菌的抵抗能力增强；譬如：将FHY3/FAR1蛋白编码基因可操作的与表达调控元件相连接，得到在植物中表达该编码基因的重组植物表达载体；将所述重组植物表达载体转化目标植物，使FHY3/FAR1蛋白编码基因在植物中进行过表达。

本发明通过进一步的试验发现，突变FHY3/FAR1蛋白的植株，一方面直接调控的靶基因PAR1和PAR2表达水平下降，导致生长速度加快，避荫反应增强，下胚轴伸长，避荫反应下游基因表达水平升高；另一方面，由于突变导致与MYC2蛋白的相互作用丧失，对坏死菌(Botrytis cinerea)的抵抗能力下降，下游防御相关的基因表达水平降低，使防御能力减弱；因此，在植物中突变FHY3/FAR1蛋白的编码基因，可以增强植物的避荫反应，抑制植物的防御反应。