[发明专利]一种矮牵牛PhSPL9-like转录因子及其应用

说明书

本发明提出了一种矮牵牛PhSPL9‑like转录因子及其应用，属于基因工程技术领域。矮牵牛PhSPL9‑like转录因子，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，其编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。本发明通过对PhSPL9‑like转录因子的开发，不仅揭示矮牵牛开花和花器官大小的调控机理，丰富植物的开花和花器官大小理论，同时为培养花期和花器官大小适宜的优良花卉品种提供可能。

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，具体涉及一种矮牵牛PhSPL9-like转录因子及其应用。

背景技术

矮牵牛(Petunia hybrida)为茄科矮牵牛属草本花卉，花色丰富，株型多样，花期长，素有“花坛之王”的美誉，大规模应用于园林景观和家庭园艺。矮牵牛生长周期较短，遗传转化体系成熟且易转化，已成为分子生物学研究的模式植物(Vandenbussche et al.,2016)，矮牵牛基因组数据的公布和组学分析等技术的成熟，为矮牵牛重要功能基因的分子机理研究提供了极大便利(Bombarely et al.,2016)。

开花和花器官大小是花发育至关重要的过程，同时开花和花器官大小也是影响植物交配系统进化和保障繁殖的关键因子，具有重要的进化意义。通常情况下，开花是保障植物成功繁殖后代的前提，而花器官大小则是影响植物交配概率的重要影响因子。一般来说，自主性自花授粉植物的花器官体积比依赖传粉者的自花授粉和异花授粉植物更小。这是因为花器官的大小往往与传粉者造访传粉的概率密切相关，在不同植物以及同一植物的不同花型中，传粉者更倾向于造访尺寸更大、更醒目的花器官，这种偏好给异花传粉植物的花器官进化设置了选择方向(张栩佳等,2014；Muhammad et al.,2022)；这虽然会在一定程度上减少遗传多样性，但是却更好地确保了繁殖成功率，丰富了自然界中植物交配系统的特征多样性。

此外，调控植物花器官变大对提升花卉的观赏和经济价值具有重要的意义。一方面，花器官丰盈硕大的观赏植物在市场上更受消费者青睐；另一方面，对于花、果为主要产品的经济植物而言，花器官变大即意味着经济价值的提升，在生产实践中具有广泛的应用前景。同时，花器官的大小还是自然环境对对植物生存能力(基因型)的选择。在相对干旱的环境下，大花基因型植株更易受到环境胁迫影响而难于生存，因此逆境环境更倾向于选择小花型品种(张栩佳等,2014)。因此，调控植物的开花和花器官大小，不仅对植物观赏性状、适应性和繁殖能力的改良具有重要的指导意义，同时拓展花器官大小的转录调控网络，并为器官大小调控网络增添新的依据，具有十分重要的理论意义。

调控植物开花和花器官大小的措施有很多，如，传统栽培措施调控，通过调节温度、施加植物生长调节剂(如生长素、赤霉素等)，改变植物生长环境等。然而上面这些措施的应用，在生产中需要投入大力的人力、物力和财力，且对植物的影响多数并不是从根本上改变的。因此，通过基因工程从根本上改良植物的基因型，从而培育出更优的、具有更高观赏价值的花期和花器官大小适宜的植物。目前控制植物开花和调控花器官大小的基因已相继被克隆，其功能也被不断深入解析，通过转基因技术改良植物花期和花器官大小已成为一种快捷有效的措施(Ahmed et al.,2020；David et al.,2021；Wang et al.,2021；Zhaoet al.,2021)。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种矮牵牛PhSPL9-like转录因子及其在控制植物开花和花器官大小中的应用；该应用是PhSPL9-like基因的核苷酸编码序列(即为PhSPL9-like转录因子)的克隆，表达载体的构建，将PhSPL9-like基因的完整翻译区(PhSPL9-like转录因子)与花椰菜花叶病毒启动子结合后转入植物体(宿主拟南芥和矮牵牛)内，得到转基因植株PhSPL9-like，对转基因植株进行分子鉴定和表型观察，以评估该基因在调控植物开花和花器官大小的应用前景：转基因植物的开花时间和花器官大小发生显著性的变化。

本发明的技术方案是这样实现的：