专利名称：拟南芥热激蛋白基因hsp101在种子萌发和保藏中的应用的制作方法
技术领域：
本发明属于种子生理和植物基因工程领域。具体地，涉及拟南芥基因HSPlOl及其T-DNA插入突变株hot I在改变种子保藏、种子萌发特性中的应用，同时还涉及该基因T-DNA插入突变株hotl在改变种子萌发和保藏方面的转基因植物中的应用，以及在培育具有低含量脱落酸(ABA)，高含量赤霉素(GA3)和生长 素(IAA)的种子中的应用。
背景技术：
种子的保藏是植物种质资源保存的重要手段，其对生物多样性的保护、对农业生产具有重要的意义。据统计，世界上已收集的植物种质资源有610万份，其中90%是以种子形式保存在低温种质库中的，我国长期贮存的种质数量已达34万份，居世界首位。但是种质低温保存也存在很多问题，其中对种质遗传完整性影响最大的就是种子老化问题，表现为发芽率降低。种子在自然储藏中发芽力也会逐渐丧失，这就是自然老化(Machado Neto,Custodio et al.2001)。自然老化历时较长，在品种改良中进行种质筛选时难以应用；人工老化则可克服常温下自然老化所需时间较长的不足，而被广泛应用于种子耐贮性的研究，人工老化常采用高温高湿的方法。种子老化的过程中会发生一系列的生理生化及遗传变化，包括质膜伤害、物质能量代谢的变化、有机物质含量及种类的变化和遗传结构的变化(Galleschi,Capocchi et al. 2002 ；Andreev,Spiridonova et al. 2004 ；Freitas,Dias etal. 2006)。因此，进行种子老化的相关研究，揭示种子老化机理并进一步找出相关应对策略，对于种质资源保存具有重要的现实意义。种子是农林、园艺生产中的重要生产资料，其萌发直接影响农林园艺的生产。人们为播种获得齐苗状苗而设法使种胚打破休眠迅速整齐恢复生长，为丰产奠定基础。种子的萌发受环境因素(如光、温度和湿度等)和内部因素(如基因、激素、糖、含氮化合物、种皮的颜色和结构等)的协同调控(Bewley 1997)。激素调控方面，赤霉素(GA3)、生长素(IAA)和脱落酸(ABA)是调控种子休眠和萌发的主要植物激素。ABA抑制萌发，诱导休眠，赤霉素和生长素促进萌发，是拮抗ABA的主要因子，为种子萌发所必需(Flores，Jurado etal. 2006 ；Rizza, Boccaccini et al. 2010)。目前，由休眠到萌发的“开关”机制尚未明确，尤其是对种子萌发调控相关基因的研究方面。热激蛋白质Heat Shock Protein(HSP)广泛存在于植物细胞膜、细胞质、叶绿体、线粒体等组织中(Zhang, Wang et al. 2007),是一组结构保守的蛋白质,依其分子量大小与序列的同源性，可分为 small HSPs (sHSPs)、HSP60、HSP70、HSP90 与 HSPlOO 等五类(Papp，Nardai et al. 2003)。它们的主要功能有(I)防止受热变性的蛋白质聚集；(2)将已聚集的变性蛋白质分开；(3)辅助变性的蛋白质折叠回其原有的构形；(4)协助分解已变形的蛋白质(Suk-Whan and Elizabeth 2001)。大部分的热激蛋白质在演化上是高度保守的。以反义抑制方式，阻止拟南芥HSP101的表达，会使突变株丧失获得性耐热性，突变株在经38°C，90分钟的前处理下仍然无法在45°C的环境生存(Gurley 2000 ;Suk-Whan and Elizabeth2001)。热激蛋白和热激转录因子除了在热激下起作用外，还和其它多种非生物胁迫有关，如干旱，高盐和低温胁 迫 等(Kotak, Larkindale et al. 2007)。番爺sHSP可被低温诱导，HSP21被发现包含在抗氧化途径中，At HSP17.6则可被渗透压所诱导。在种子萌发，特别是早期，基因转录活跃，蛋白质大量合成，细胞的增殖和分化非常剧烈，细胞的环境在不断变化，细胞对外界刺激十分敏感。这个时期的HSPs变化和作用表现得非常突出(Hsu，Laiet al.2010)。目前，现有技术中未见拟南芥基因HSPlOl缺失及该基因的T-DNA插入突变株hotl能够改变种子保藏、种子萌发特性的报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种拟南芥热激蛋白基因HSPlOl及其T-DNA插入突变株hotl在种子萌发、保藏和农作物生产中的应用。本发明的目的还在于提供一种拟南芥基因HSPlOl及其T-DNA插入突变株hotl在培育具有提高种子萌发和保藏方面的转基因植物中的应用，以及培育具有低含量脱落酸(ABA)，高含量赤霉素(GA3)和生长素(IAA)的种子中的应用。为了实现本发明的上述目的，本发明采用了如下技术方案拟南芥热激蛋白基因HSPlOl在种子萌发中的应用。拟南芥热激蛋白基因HSPlOl在种子储藏中的应用。拟南芥热激蛋白基因HSPlOl在培育具有低含量脱落酸ABA，高含量赤霉素GA3和生长素IAA的种子中的应用。拟南芥热激蛋白基因HSPlOl缺失使拟南芥种子具有更高的萌发势。拟南芥热激蛋白基因HSPlOl缺失使拟南芥种子对人工老化敏感，在自然保存过程中不耐储藏。拟南芥热激蛋白基因HSPlOl缺失使拟南芥种子中内源激素脱落酸ABA降低，赤霉素GA3升高，生长素IAA升高，有利于萌发。拟南芥基因HSPlOl的T-DNA插入突变株hotl在培育改良种子萌发的转基因植物中的应用。拟南芥基因HSP101的T-DNA插入突变株hotl在培育改良种子储藏的转基因植物中的应用。拟南芥HSP101的T-DNA插入突变株hotl在培育具有低含量脱落酸ABA，高含量赤霉素GA3和生长素IAA的种子中的应用。本发明所述的基因HSPIOI在GenBank中的编号是AT 1G74310，该基因的CDS长2736bp，编码911个氨基酸，其核苷酸序列和氨基酸序列如表I所示。利用从拟南芥生物资源中心 ABRC (Arabidopsis Biological Resource Center)获得的 HSPlOl 基因 T-DNA 插入的拟南芥突变体hotl作为研究对象，突变体株系的种子编号为SALK_066374，突变体hotl源于载体PR0K2上的一段T-DNA插入基因HSP101的外显子中，导致基因突变，插入位点处的侧翼序列如表2所示。本发明在模式植物拟南芥中发现热激蛋白基因HSP101功能与种子的萌发和老化有关，该基因缺失可使得拟南芥种子具有更高的萌发势，但对人工老化敏感，在自然保存过程中不耐储藏，同时内源激素脱落酸(ABA)降低，赤霉素(GA3)升高，生长素(IAA)升高，有利于萌发。因此本发明发现操作基因HSP101能够改变种子保藏和萌发特性，在种质资源保存和农作物生产中有很好的应用前景。
图I 为 Western Blot 鉴定；图2为PCR试验，图2A为PCR引物设计示意图；图2B为电泳结果理论预期示意图； 图3为PCR鉴定电泳结果；图4为拟南芥种子萌发势；图5为拟南芥种子自然老化，图5A为拟南芥种子自然老化两年；图5B为拟南芥种子自然老化两年萌发率；图6为拟南芥种子人工老化；图7为拟南芥种子内源激素含量；图7A为种子内源GA3含量；图7B为种子内源IAA含量；图7C为种子内源ABA含量。实施例I :突变株的获得本发明所述拟南芥热激蛋白基因HSPlOl在GenBank中的编号是AT1G74310，该基因的CDS长2736bp，核苷酸序列如序列表所示(表I)，编码911个氨基酸，氨基酸序列如序列表所示(表I)。从美国拟南芥生物资源中心Arabidopsis Biological ResourceCenter (ABRC)购买了此基因的T-DNA插入株系种子(SALK_066374)，突变株名称为hotl，其插入位点侧翼序列如表2。表1HSP101的⑶S序列和氨基酸序列I ATGAATCCAGAGAAATTCACACACAAGACAAACGAGACAATTGCTACAGCTCATGAGCTAI METAsnProGluLysPheThrHisLysThrAsnGluThrIIeAlaThrAlaHisGluLeu61 GCTGTGAATGCAGGACATGCTCAATTCACTCCTTTGCATTTAGCTGGTGCTTTGATCTCT21 AlaValAsnAlaGlyHisAlaGlnPheThrProLeuHisLeuAlaGlyAlaLeuIIeSer121GATCCCACCGGTATATTTCCTCAAGCAATCTCTAGTGCCGGTGGCGAGAACGCAGCTCAA41 AspProThrGlyIIePheProGlnAlaIIeSerSerAlaGlyGlyGluAsnAlaAlaGln181TCTGCTGAAAGAGTGATCAATCAAGCCTTGAAGAAGCTTCCTTCACAATCTCCTCCACCT61 SerAlaGluArgValIleAsnGlnAlaLeuLysLysLeuProSerGlnSerProProPro241GATGATATTCCAGCGAGTTCTAGTCTTATTAAGGTCATTCGTCGTGCTCAAGCTGCTCAG81 AspAspIleProAlaSerSerSerLeuIIeLysValIIeArgArgAlaGlnAlaAlaGln301AAGTCACGAGGTGATACTCATTTGGCTGTTGACCAGTTGATTATGGGTCTTCTTGAAGAT10ILysSerArgGlyAspThrHisLeuAlaValAspGlnLeuIIeMETGlyLeuLeuGluAsp
、
361TCTCAAATCAGGGATTTGTTGAACGAAGTCGGTGTAGCGACGGCGAGGGTAAAGTCTGAG12ISerGlnIIeArgAspLeuLeuAsnGluValGlyValAlaThrAlaArgValLysSerGlu421 GTTGAGAAGCTTCGTGGGAAAGAAGGGAAGAAAGTTGAGAGTGCTTCAGGGGACACAAAT141 ValGluLysLeuArgGlyLysGluGlyLysLysValGluSerAlaSerGlyAspThrAsn481 TTTCAAGCTTTAAAGACTTATGGAAGAGATTTGGTTGAGCAAGCAGGGAAGCTTGATCCT161 PheGlnAlaLeuLysThrTyrGlyArgAspLeuValGluGlnAlaGlyLysLeuAspPro
54I GTGATTGGTCGTGATGAGGAGATTAGAAGAGTCGTGAGGATTCTTTCGAGGAGAACGAAG181 ValIIeGlyArgAspGluGluIIeArgArgValValArgIIeLeuSerArgArgThrLys60I AACAATCCTGTGCTATTGGAGAGCCAGGAGTTGGTAAAACAGCTGTGGTTGAAGGTTTA201 AsnAsnProValLeuIleGlyGluProGlyValGlyLysThrAlaValValGluGlyLeu66I GCACAAAGGATTGTGAAAGGAGATGTGCCCAACAGTCTTACTGATGTGAGATTAATTTCG221 AlaGlnArgIleValLysGlyAspValProAsnSerLeuThrAspValArgLeuIIeSer721 TTGGACATGGGTGCGTTAGTTGCTGGTGCTAAATACCGAGGAGAGTTTGAAGAAAGGTTG241 LeuAspMETGlyAlaLeuValAlaGlyAlaLysTyrArgGlyGluPheGluGluArgLeu 78I AAATCTGTTTTGAAAGAAGTTGAGGACGCTGAAGGCAAAGTGATTCTCTTTATTGATGAG261 LysSerValLeuLysGluValGluAspAlaGluGlyLysValIIeLeuPheIIeAspGlu84I ATTCATTTGGTTCTTGGTGCTGGCAAAACTGAAGGGTCGATGGATGCAGCTAATCTGTTC281 IleHisLeuValLeuGlyAlaGlyLysThrGluGlySerMETAspAlaAlaAsnLeuPhe90I AAGCCCATGTTAGCTAGAGGGCAGCTTCGATGCATTGGTGCTACAACGCTTGAAGAATAC301 LysProMETLeuAlaArgGlyGlnLeuArgCysIIeGlyAlaThrThrLeuGluGluTyr96I AGGAAATATGTTGAGAAAGATGCTGCCTTTGAGAGGAGGTTCCAACAAGTCTATGTTGCG321 ArgLysTyrValGluLysAspAlaAlaPheGluArgArgPheGlnGlnValTyrValAla1021GAGCCAAGTGTGCCTGACACCATTAGTATCCTTAGAGGACTCAAGGAGAAGTATGAGGGA341 GluProSerValProAspThrIIeSerIIeLeuArgGlyLeuLysGluLysTyrGluGly1081CATCATGGTGTGCGAATCCAAGACAGAGCTCTTATAAATGCTGCTCAGCTGTCTGCTCGT361 HisHisGlyValArgIIeGlnAspArgAlaLeuIIeAsnAlaAlaGlnLeuSerAlaArg1141TACATAACTGGTCGGCATTTACCGGATAAAGCAATTGATTTGGTTGATGAGGCTTGTGCG381 TyrlleThrGlyArgHisLeuProAspLysAlalleAspLeuValAspGluAlaCysAlaI201AATGTGAGAGTCCAGCTTGATAGTCAACCTGAAGAGATTGATAACCTTGAAAGGAAGAGG401 AsnValArgValGlnLeuAspSerGlnProGluGluIIeAspAsnLeuGluArgLysArg126IATGCAGCTGGAAATTGAACTTCACGCCTTGGAAAGGGAGAAGGATAAAGCCAGCAAAGCT421 METGlnLeuGlulleGluLeuHisAlaLeuGluArgGluLysAspLysAlaSerLysAla1321CGACTTATAGAGGTGCGGAAAGAGCTTGATGACCTGAGAGACAAGCTTCAGCCTCTCACG441 ArgLeuIIeGluValArgLysGluLeuAspAspLeuArgAspLysLeuGlnProLeuThr1381ATGAAATACAGAAAGGAGAAAGAGAGAATTGATGAGATTCGAAGGCTTAAACAGAAAAGA461 METLysTyrArgLysGluLysGluArglleAspGluIleArgArgLeuLysGlnLysArg1441GAAGAGCTCATGTTTTCTTTGCAGGAGGCAGAACGAAGATATGACCTTGCAAGAGCTGCT481 GluGluLeuMETPheSerLeuGlnGluAlaGluArgArgTyrAspLeuAlaArgAlaAlaI501GATCTAAGATATGGCGCAATTCAAGAAGTGGAATCTGCAATTGCCCAACTTGAAGGAACT501 AspLeuArgTyrGlyAlaIleGlnGluValGluSerAlalIeAlaGlnLeuGluGlyThr1561TCTTCTGAAGAGAATGTGATGCTCACAGAAAACGTTGGGCCTGAACACATTGCTGAGGTT521 SerSerGluGluAsnValMETLeuThrGluAsnValGlyProGluHisiIeAlaGluVal1621GTGAGCCGTTGGACAGGGATTCCAGTGACGAGACTTGGCCAAAATGAGAAGGAGAGGTTG541 ValSerArgTrpThrGlyIIeProValThrArgLeuGlyGlnAsnGluLysGluArgLeu1681ATTGGTCTTGCTGATAGGTTGCATAAGCGGGTTGTGGGACAGAATCAAGCGGTAAATGCA
561 IIeGlyLeuAlaAspArgLeuHisLysArgValValGlyGlnAsnGlnAlaValAsnAla1741GTTTCTGAGGCAATTCTAAGGTCAAGGGCAGGACTTGGAAGGCCACAACAGCCAACTGGA581 ValSerGluAlaIIeLeuArgSerArgAlaGlyLeuGlyArgProGlnGlnProThrGly1801TCATTCTTATTCCTTGGACCAACTGGTGTTGGCAAAACTGAGCTCGCCAAGGCTCTTGCT601 SerPheLeuPheLeuGlyProThrGlyValGlyLysThrGluLeuAlaLysAlaLeuAla
1861GAGCAGCTGTTTGATGATGAAAACCTCTTAGTTCGGATTGATATGTCGGAATATATGGAA621 GluGlnLeuPheAspAspGluAsnLeuLeuValArgIIeAspMETSerGluTyrMETGlu1921CAACACTCTGTCTCTCGCCTCATTGGGGCACCACCAGGGTATGTTGGTCACGAGGAAGGT641 GlnHisSerValSerArgLeuIIeGlyAlaProProGlyTyrValGlyHisGluGluGly1981GGACAACTAACTGAGGCTGTGAGGAGGCGACCTTATTGTGTCATACTCTTTGATGAAGTG661 GlyGlnLeuThrGluAlaValArgArgArgProTyrCysValIleLeuPheAspGluVal2041GAGAAGGCTCATGTTGCTGTCTTCAACACTCTGCTCCAAGTTTTGGATGATGGTCGATTG681 GluLysAlaHisValAlaValPheAsnThrLeuLeuGlnValLeuAspAspGlyArgLeu2101ACAGACGGGCAAGGCAGGACAGTCGATTTCAGGAACTCGGTGATAATCATGACATCAAAC701 ThrAspGlyGlnGlyArgThrValAspPheArgAsnSerValIIeIIeMETThrSerAsn2161CTTGGTGCTGAACACCTCCTTGCAGGGCTAACTGGGAAAGTAACAATGGAAGTGGCCCGG721 LeuGlyAlaGluHisLeuLeuAlaGlyLeuThrGlyLysValThrMETGluValAlaArg2221GACTGTGTGATGCGGGAGGTGAGGAAACACTTCAGACCAGAGCTCTTGAACAGGCTTGAC741 AspCysValMETArgGluValArgLysHisPheArgProGluLeuLeuAsnArgLeuAsp2281GAGATTGTGGTGTTCGACCCCCTTTCACATGACCAGTTGAGGAAAGTAGCTCGGCTTCAA761 GluIleValValPheAspProLeuSerHisAspGlnLeuArgLysValAlaArgLeuGln2341ATGAAAGACGTTGCTGTCCGGCTTGCTGAAAGAGGAGTTGCTTTGGCAGTCACTGATGCT781 METLysAspValAlaValArgLeuAlaGluArgGlyValAlaLeuAlaValThrAspAla2401GCTTTGGACTATATCTTGGCAGAGAGTTATGACCCGGTGTATGGTGCTAGGCCTATAAGG801 AlaLeuAspTyrIleLeuAlaGluSerTyrAspProValTyrGlyAlaArgProIIeArg2461AGATGGATGGAGAAGAAGGTGGTGACAGAACTGTCAAAGATGGTTGTGCGTGAGGAAATC821 ArgTrpMETGluLysLysValValThrGluLeuSerLysMETValValArgGluGluIIe2521GATGAAAACTCCACTGTTTACATAGATGCAGGCGCTGGTGATCTTGTGTACCGGGTAGAA841 AspGluAsnSerThrValTyrIIeAspAlaGlyAlaGlyAspLeuValTyrArgValGlu2581AGTGGAGGTCTAGTGGACGCTTCAACAGGCAAGAAGTCAGATGTGCTGATTCATATTGCT861 SerGlyGlyLeuValAspAlaSerThrGlyLysLysSerAspValLeuIIeHisiIeAla264IAACGGGCCAAAGAGAAGTGATGCAGCTCAGGCGGTGAAGAAGATGAGGATCGAGGAAATA881 AsnGlyProLysArgSerAspAlaAlaGlnAlaValLysLysMETArgIIeGluGluIIe2701GAAGATGACGATAATGAGGAAATGATCGAGGATTAA901 GluAspAspAspAsnGluGluMETIleGluAsp * 女 *表2插入位点侧翼序列IATCTC TGATC CCACC GGTAT ATTTC CTCAA GCAAT CTCTA GTGCC GGTGG5ICGAGA ACGCA GCTCA ATCTG CTGAA AGAGT GATCA ATCAA GCCTT GAAGA10IAGCT (Length :104)
实施例2
突变株的检验和纯合子鉴定Western Blot鉴定野生型Col和突变体hotl种子提取总蛋白，用Western Blot检测蛋白HSPlOl的表达。结果如图I所示，野生型种子中hsplOl基因正常表达，出现阳性结果，能检测到HSPlOl蛋白；而突变体hotl，出现阴性结果，不能检测到HSPlOl蛋白，说明突变体hotl中该基因确实被敲除了，不能表达。PCR鉴定纯合子=T-DNA插入株系基因型的鉴定需要三条引物，分别是LP(5’_AATAAT GCG GCA AAA GAG GAG-3’)，位于基因组上T-DNA插入位点左臂端处；RP(5’ -CTG CTTGCT CAA AAT CTC-3 ’)，位于T-DNA插入位点右臂端处；T-DNA左臂端上引物BP :LBb3 :(5，-ATTTTGCCGATTTCGGAAC-3). PCR 引物设计参照 SIGNA(http://signal, salk. edu/tdnaprimers. 2. html)相关资料.PCR原理如图2所不。研磨提取野生型Col和突变体hotl叶片基因组DNA做为模板进行PCR。如图3所示，当用LP和RP这对引物进行PCR扩增并进行电泳时，在野生型植株Col中产生一条PCR产物带，分子量大约是IlOObp，而突变体hotl植株中没有PCR产物形成；当用RP和LBb3这对引物PCR扩增时，在野生型植株中没有PCR产物，而在突变体hotl植株中有一条PCR产物带。因此鉴定突变体hotl植株为纯合子homozygote (HM)。实施例3:拟南芥中hsplOl基因敲除后具有更高的萌发势野生型Col和突变体hotl种子置于培养皿中25°C光照萌发，按标准发芽试验方法进行，每个处理设四个重复，以胚根长度与种子等长，胚芽长度达到种子一半时为发芽标准，6天计算萌发率。如图4所示，野生型Col种子在24h、48h萌发率低于突变体hotl，突变体hotl种子具有更高的萌发势。实施例4:拟南芥中hsplOl基因被敲除后自然储藏中活力丧失更快种子在自然储藏或种质库保存的条件下，其发芽力会逐渐丧失，发生自然老化。本实验取2009年8月收的野生型Col和突变体hotl种子贮存在室温下，2011年9月取贮存了两年的种子进行萌发实验检测活力。置于培养皿中25°C光照发芽，培养皿中用滤纸保湿。按标准发芽试验方法进行，15天统计萌发率。如图5所示，经过两年的自然老化野生型Col和突变体hotl种子萌发率都有不同程度的下降，野生型Col萌发率还能达到85%，而突变体hotl种子萌发率却降到了 60%，拟南芥中hsplOl基因被敲除后自然老化过程中活力丧失更快，更不耐储存。实施例5:拟南芥中hsplOl基因被敲除后在人工老化过程中更加敏感将野生型Col和突变体hotl种子放在温度为45°C，相对湿度100%的环境中，处理时间0h、12h、24h、48h、72h。处理完毕取出种子，置于用滤纸保湿的培养皿中25°C光照发芽。按标准发芽试验方法进行，15天统计萌发率。如图6所示，随着高温高湿老化处理时间的延长，野生型Col和突变体hotl种子均呈下降趋势；突变体hotl种子更加敏感，活力下降得更快，老化处理24h开始，随着老化时间的延长而发芽势迅速下降。48h时萌发率几乎为0%。
实施例6 野生型Col和突变体hotl种子中内源激素检测一、样品的提取称取O. 2g野生型Col和突变体hotl种子加入2ml样品提取液80%的甲醇，在冰浴中研磨成匀浆，转入IOml试管，再用2ml提取液分次将研钵冲洗干净，一并转入试管中，摇匀后放置在4°C冰箱中。4°C提取4h，3500转/min离心8min，取上清液。沉淀中加入Iml提取液，搅匀，置4°C下再提取lh，离心，合并上清液并记录体积，残渣称干重。将上清液转入15ml玻璃离心管中，用氮气吹干，除去提取液中的甲醇，用样品液定容。二、样品测定(酶联免疫测定ELISA)(I)包被在IOml包被缓冲液中加入一定量的包被抗原混匀，在酶标板每个孔中 加入lOOuL。然后将酶标板用保鲜膜包扎好，于37°C下3h。(2)洗板将包被好的板去处，放在室温下平衡。然后甩掉包被液。加入洗涤液，放置O. 5min再甩掉洗涤液。重复3此。(3)竞争加入标准物、待测样和抗体，37°C左右O. 5h。(4)洗板将反应液甩干，加洗涤液洗板四次。(5)加二抗置 37°C温育 O. 5h。(6)洗板将反应液甩干，加洗涤液洗板四次。(7)加底物显色液称取10-20mg邻苯二胺(OPD)溶于IOml底物缓冲液中，完全溶解后加入2-4ul30%双氧水。混匀，在每孔中加入lOOul，然后放入湿盒内，当显色适当后，每孔加入50ul 2mol/L硫酸终止反应。(8)比色在酶联免疫分光光度计上依次测定标准物各浓度和各样品490nm处的OD值。计算结果比较，如图7所示，拟南芥中hsplOl基因被敲除后种子中赤霉素(GA3)和生长素(IAA)含量升高，而脱落酸(ABA)含量降低，有利于萌发。
权利要求
1.拟南芥热激蛋白基因HSPlOl在种子萌发中的应用。
2.拟南芥热激蛋白基因HSPlOl在种子储藏中的应用。
3.拟南芥热激蛋白基因HSPlOl在培育具有低含量脱落酸ABA，高含量赤霉素GA3和生长素IAA的种子中的应用。
4.根据权利要求I的应用，其特征在于拟南芥热激蛋白基因HSPlOl缺失使拟南芥种子具有更高的萌发势。
5.根据权利要求2的应用，其特征在于拟南芥热激蛋白基因HSPlOl缺失使拟南芥种子对人工老化敏感，在自然保存过程中不耐储藏。
6.根据权利要求3的应用，其特征在于拟南芥热激蛋白基因HSPlOl缺失使拟南芥种子 中内源激素脱落酸ABA降低，赤霉素GA3升高，生长素IAA升高，有利于萌发。
7.拟南芥基因HSPlOl的T-DNA插入突变株hotl在培育改良种子萌发的转基因植物中的应用。
8.拟南芥基因HSPlOl的T-DNA插入突变株hotl在培育改良种子储藏的转基因植物中的应用。
9.拟南芥HSPlOl的T-DNA插入突变株hotl在培育具有低含量脱落酸ABA，高含量赤霉素GA3和生长素IAA的种子中的应用。
全文摘要
提供拟南芥基因HSP101及其T-DNA插入突变株hot1在改变种子萌发和保藏中的应用，该基因T-DNA插入突变株hot1在改变种子萌发和保藏方面的转基因植物中的应用，以及在培育具有低含量脱落酸(ABA)，高含量赤霉素(GA3)和生长素(IAA)的种子中的应用。本发明在模式植物拟南芥中发现热激蛋白基因HSP101功能与种子萌发和老化有关，该基因缺失可使得拟南芥种子对人工老化敏感，在自然保存过程中不耐储藏，同时内源激素脱落酸(ABA)降低，赤霉素(GA3)升高，生长素(IAA)升高，有利于萌发。因此本发明发现操作基因HSP101能够改变种子保藏、种子萌发特性，在种质资源保存和农作物生产中有很好的应用前景。
文档编号C12N15/82GK102643855SQ20121001230
公开日2012年8月22日 申请日期2012年1月16日 优先权日2012年1月16日
发明者李唯奇, 禹晓梅, 郁步竹, 陶发清 申请人:中国科学院昆明植物研究所