Ssr基因在调控植物根生长发育中的应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种SSR基因在调控植物根生长发育中的应用，属于生物技术领域。
【背景技术】
[0002] 根是植物非常重要的器官，植物通过根来吸收土壤中营养和水分，感受土壤中的 环境信号，保证植物完成正常的生长周期。根的生长发育对于调控植物的营养生长，生殖生 长，以及植物对逆境的抵抗能力都有着重要的作用。早在上世纪人们利用植物生理学方法 对根的生长和发育已经有了很多的研究，近几十年，由于分子生物学的快速发展，对于植物 根的研究也进入了更深层次的水平。但是，由于根的生长和发育涉及过程复杂，目前还存在 很多未知的机制和机理，因此还需要人们对其进行更深入和细致的研究。
[0003] 根的生长发育是由根的分生组织的细胞分裂和细胞伸长来完成的。拟南芥的根分 生组织中，不活跃的静止中心（QuiescentCenter，QC)和其周围的有丝分裂活跃的干细胞 形成干细胞微环境，提供根部除表皮和根冠外组织的细胞来源，是保证根正常生长和伸长 的重要部分。目前研究发现SH0RTR00T(SHR)，SCARECROW(SCR)，PLETHORA(PLT)基因对于植 物根分生区静止中心的细胞分裂活性的维持有着重要作用。
[0004] 除了参与根生长发育的基因以外，植物激素对于根的生长和发育也有着重要作 用，其中最典型的就是生长素对于根生长的调控（Galweiler，1998#75 ;Muller，1998#76; Friml，2002#80 ;Friml，2002#82)。大部分生长素是在植物的地上部分合成，通过生长素运 输载体，运输到根部，在根中形成生长素浓度梯度，从而调控根的生长和发育。生长素的外 输载体PIN蛋白作为生长素的重要向外运输载体，将地上部分合成的生长素运输到根尖， 在根尖处形成生长素的浓度梯度，促进细胞的极性生长，实现根的伸长以及向地性生长等。 研究表明，PIN蛋白均为膜蛋白，且大部分是极性定位的，它们的极性和运输生长素的方向 一致。PIN蛋白有着复杂的调控机制，包括降解调控，胞内循环调控等，目前对于PIN的调控 研究还存在许多盲点，需要我们去探寻。
[0005]SSR基因是拟南芥中的功能未知基因，又名NDP1，该基因的功能研究较少。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种SSR基因在调控植物根生长中的应用。
[0007] 本发明提供一种抑制植物的根生长的方法，是敲除植物中的SSR基因。
[0008] -种促进植物的根生长的方法也属于本发明的保护范围，是使SSR基因在植物中 过表达；
[0009] 所述根生长具体体现为根长变长和/或分生区细胞的分裂或分化能力提高。
[0010] -种抑制植物中生长素运输的方法也属于本发明的保护范围，是敲除植物中的 SSR基因；
[0011] 所述生长素具体为所述植物根部的生长素。
[0012] -种降低植物抗旱能力的方法也属于本发明的保护范围，是敲除植物中的SSR基 因。
[0013] 一种提高植物抗旱能力的方法也属于本发明的保护范围，是使SSR基因在植物中 过表达。
[0014] 上述任一所述的方法中，所述使SSR基因在植物中过表达的方法是将含有所述 SSR基因的重组表达载体导入所述植物中；
[0015] 所述重组表达载体具体是将SSR基因组序列插入pCAMBIA1300的多克隆位点间得 到的，再具体是将SEQID No.3所示的DNA分子插入pCAMBIA1300的PstI和ΚρηΙ位点间 得到的。
[0016] 上述任一所述的方法中，所述植物为拟南芥；
[0017] 所述SSR基因为拟南芥的SSR基因；
[0018] 所述SSR基因序列如SEQID No. 3中自5'末端起第10位至第4378位核苷酸所 /_J、1 〇
[0019]SSR基因在促进植物的根生长或提高植物的抗旱能力中的应用也属于本发明的保 护范围。
[0020] SSR基因作为靶点在抑制植物的根生长、抑制植物中生长素运输或降低植物的抗 旱能力中的应用也属于本发明的保护范围；
[0021] 所述生长素具体为所述植物根部的生长素。
[0022] 上述任一所述的应用中，所述植物为拟南芥；
[0023] 所述SSR基因为拟南芥的SSR基因；
[0024] 所述根生长体现为根长变长和/或分生区细胞的分裂或分化能力提高；
[0025] 所述SSR基因序列如SEQID No. 3中自5'末端起第10位至第4378位核苷酸所 /_J、1 〇
[0026] 本发明证明拟南芥SSR基因在植物的根生长及生长素运输中发挥了重要作用。
【附图说明】
[0027] 图1为ssrl-Ι突变体的PCR鉴定。
[0028] 图2为SSR基因对拟南芥的根的表型的影响。
[0029] 图3为SSR基因敲除对根生长点处细胞分裂分化状态的影响。
[0030] 图4为SSR基因敲除对根发育相关基因的影响。
[0031] 图5为SSR基因敲除对生长素运输的影响。
[0032] 图6为SSR基因敲除对生长素的外输载体PIN蛋白表达的影响。
[0033] 图7为SSR基因敲除对生长素的外输载体PIN2蛋白的定位的影响。
【具体实施方式】
[0034] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0035] 下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0036]pCAMBIA1300 在文献 "Wang,L.，Hua，D.，He,J.，Duan，Y.，Chen,Z.，Hong,X.，and Gong,Z. (2011).AuxinResponseFactor2(ARF2)anditsregulatedhomeodomaingene HB33mediateabscisicacidresponseinArabidopsis.PLoSgenetics7,el002172.，' 中 公开过，公众可从中国科学院植物研究所获得。
[0037]pMDC32在文献" Zhang，M.，Henquet，M.，Chen，Z.，Zhang，H.，Zhang，Y.，Ren，X.，van der Krol, S. , Gonneau, M., Bosch, D. , and Gong, Z. (2009). LEW3, encoding a putative alp ha-1, 2-mannosyltransferase(ALG11)in N-linked glycoprotein, plays vital roles in cell-wall biosynthesis and the abiotic stress response in Arabidopsis thaliana. Plant J60, 983-999. "中公开过，公众可从中国科学院植物研究所获得。
[0038]pCAMBIA1391在文献"Zhang，M.，Henquet，M.，Chen，Z.，Zhang，H.，Zhang，Y.，Re η, X. , van der Krol，S.，Gonneau，M.，Bosch，D.，and Gong, Z. (2009). LEW3, encoding a putative alpha-1，2-mannosyltransferase (ALG11)in N-linked glycoprotein,plays vital roles in cell-wall biosynthesis and the abiotic stress response in Arabidopsis thaliana. Plant J60, 983-999. "中公开过，公众可从中国科学院植物研究所 获得。
[0039]拟南芥Col-0生态型（Arabidopsis thaliana，Columbia ecotype)在文献"Wa ng, L. , Hua, D. , He, J. , Duan, Y. , Chen, Z. , Hong, X. , and Gong, Z. (2011). Auxin Response Factor2 (ARF2)and its regulated homeodomain gene HB33mediate abscisic acid response in Arabidopsis. PLoS genetics7，e100 2172."中公开过，公众可从中国科学院植 物研究所获得。
[0040] pENTRTM /TEV/D-T0P0? Cloning Kit购自Life Technologies公司，产品目录号 为k2525-20。
[0041] Gateway⑧LR Clonase⑧II Enzyme mix购自Life Technologies公司，产品目 录号为11791-020。
[0042]拟南芥Ws-0(Arabidopsis thaliana，Wassilewskija ecotype)在文献 "Parker，J. Ε·，Holub，Ε· Β·，Frost，L. Ν·，Falk，Α·，Gunn，Ν· D.，and Daniels，Μ· J. (1996)· Characterization of edsl，a mutation in Arabidopsis suppressing resistance to Peronospora parasitica specified by several different RPP genes.Plant Cell8, 2033-2046. "中公开过，公众可从中国科学院植物研究所获得。
[0043] SSR基因敲除突变体ssrl-2购自Versailles Arabidopsis Stock Center，产品 目录号为FLAG_356A08。
[0044]带有QC25:(；US标签的转基因拟南芥在文献"Sabatini，S.，Heidstra，R.，Wildwat er, M. , and Scheres, B. (2003). SCARECROW is involved in positioning the stem cell niche in the Arabidopsis root meristem. Genes Dev 17,354_358. "中公开过，公众可从 中国科学院植物研究所获得。
[0045]带有wox5 :GFP标签的转基因拟南芥在文献"Zhou，W.，Wei，L.，Xu，J.，Zhai，Q .,Jiang, H. , Chen, R. , Chen, Q. , Sun, J. , Chu, J. , Zhu, L. , Liu, C. M. , and Li, C. (2010). Arabidopsis Tyrosylprotein sulfotransferase acts in the auxin/PLETHORA pathway in regulating postembryonic maintenance