[发明专利]铁皮石斛转录因子DobHLH4及其应用

说明书

本发明公开了铁皮石斛转录因子DobHLH4及其应用。本发明的转录因子DobHLH4能够结合萜类合成酶DoTPS10基因启动子区的G‑box(CACGTG)结合位点，激活DoTPS10基因的表达，进而促进铁皮石斛花中芳樟醇含量的增加。转录因子DobHLH4可以用于铁皮石斛芳香型花朵改良的基因工程育种，提升铁皮石斛花的芳香气味。

技术领域

本发明属于植物分子生物技术和基因工程技术领域，具体涉及铁皮石斛转录因子DobHLH4及其应用。

背景技术

铁皮石斛(Dendrobium officinale Kimura et Migo)是兰科石斛属(Dendrobium)的多年生附生草本植物。石斛属植物与蝴蝶兰、文心兰、卡特兰并称为“世界四大观赏洋兰”，因其花香迷人、花色绚丽、花形奇特，具有极高的观赏价值(朱根发,郭振飞.重要观赏兰科植物的分子生物学研究进展.植物学通报,2004,21(4):471-477)。

花香是观赏植物“色、香、形”三要素之一，被誉为“花卉的灵魂”。花香不仅可以提升兰科植物的观赏价值，而且关系到植物的授粉特性。兰科植物的某些花香物质与引诱授粉昆虫的信息素是相同的，可以吸引昆虫帮助其授粉，也可以吸引食草动物的天敌，从而减少对自己的伤害，提高种族的生殖繁衍和适应性(Schiestl F.P.,Peakall R.Two orchidsattract different pollinators with the same floral odour compound:ecologicaland evolutionary implications.Functional Ecology,2005,19(4):674-680；GervasiD.,Selosse M.A.,Sauve,M.,et al.Floral scent and species divergence in a pairof sexually deceptive orchids.Ecology and Evolution,2017,7(15):6023-6034)。

然而，目前栽培的蝴蝶兰和石斛兰等品种绝大多数不具花香，这主要是由于传统育种将目标聚焦于花色、花型、高产及抗性方面，并未针对花香特性进行人工正向育种筛选，也尚未挖掘到与花香连锁的育种性状，因此在长期育种过程中，大量花卉都失去了花香特性(张莹,王雁,李振坚,等.不同石斛兰香气成分的GC-MS分析.广西植物,2011,31(3):422-426；李崇晖,黄明忠,黄少华,等.4种石斛属植物花朵挥发性成分分析.热带亚热带植物学报,2015,23(4):454-462；)。了解花香背后的分子机制是分子遗传育种的第一步，随着消费市场对香味品种的青睐，利用基因工程技术改良花香、提高观赏花卉的商业价值，致使花香物质的合成调控逐渐成为研究的新热点。芳樟醇作为一种无环单萜醇，是兰科植物单萜类花香物质的重要物质基础(Hsiao Y.Y.,Pan Z.J.,Hsu C.C.,et al.Research onorchid biology and biotechnology.Plant and Cell Physiology,2011,52(9):1467-1486；Ramya M.；Jang S.；An H.R.；et al.Volatile organic compounds from orchids:From synthesis and function to gene regulation.International Journal ofMolecular Sciences,2020,21(3):1160)。因此，鉴定参与芳樟醇合成调控的转录因子具有重要的生物学和产业意义。