茶树CsGS2基因在调节植物谷氨酰胺代谢和促进植株叶片生长中的应用

本发明涉及植物基因工程，具体涉及一种茶树csgs2基因在调节植物谷氨酰胺代谢和促进植株叶片生长中的应用。

背景技术：

1、氮(n)是植物营养物质之一，植物对氮素的利用率是植物产量的重要限制因子之一。茶树利用部位以幼嫩芽叶为主，氮素不足时，会造成新梢中叶绿素含量的减少以及光合作用的减弱，茶叶产量下降；当氮素充足时，植株生长旺盛，芽萌发较快新梢采摘的轮次增加，茶叶产量上升。此外，氮能增加茶叶中游离氨基酸、叶绿素、水浸出物和香气成分的含量、降低酚类化合物的含量，提高茶叶品质。

2、植物中，无机氮同化为植株可利用的有机氮主要由谷氨酰胺合成酶(gs)完成，是氮同化中的限速酶。在植物中，gs可分为位于胞质溶胶的gs1和位于质体的gs2。其中，gs1主要作用于根中的初级nh4+同化而gs2主要作用于叶绿体光呼吸中nh4+的再同化；

3、目前，mir396为植物中保守的mirna家族之一，在其他植物中已发现在叶片发育、逆境胁迫中起重要的调控作用，但是茶树中mir396d的功能尚不清楚。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种茶树csgs2基因在调节植物谷氨酰胺代谢和促进植株叶片生长中的应用。

2、为实现上述目的，本发明所设计一种茶树csgs2基因在调节植物谷氨酰胺代谢和促进植株叶片生长中的应用，所述csgs2基因的orf序列如seq id no.1所示。

3、进一步地，所述植物为拟南芥或茶树。

4、再进一步地，将所述茶树csgs2基因连接到载体上，通过农杆菌介导转化到拟南芥、筛选、培养和获得转基因株系。

5、本发明还提供了一种干扰csgs2基因表达在调节植物谷氨酰胺代谢和促进植株叶片生长中的应用，所述干扰csgs2基因表达的基因为茶树csmir396d基因的前体序列，其核苷酸序列如seq id no.2所示。

6、进一步地，所述植物为拟南芥或茶树。

7、再进一步地，将所述茶树csmir396d基因的前体基因连接到载体上，通过农杆菌介导转化到拟南芥、筛选、培养和获得转基因株系。

8、再进一步地，所述茶树csmir396d基因的成熟序列如seq id no.3所示。

9、序列表1

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12、本发明的有益效果：

13、本发明通过降解组数据发现茶树csmir396d的靶基因为csgs2，荧光定量结果表明茶树9个组织(芽、第一叶、第三叶、嫩茎、成熟叶、老叶、侧根、花和果实)中的表达量呈相反趋势，符合植物中mirna负调控靶基因的规律。5’rlm-race实验证实了csmir396d对csgs2的剪切位点为第534个碱基；烟草叶片的瞬时表达实验也证实了csmir396d对csgs2的剪切作用。通过在拟南芥中稳定过表达csmir396d和csgs2基因发现：过表达csmir396d后，拟南芥叶片中gs2基因的表达显著下降，谷氨酰胺的含量显著减少；过表达csgs2后，拟南芥叶片中gs2基因的表达显著上升，谷氨酰胺的含量显著增加。进一步在茶树叶片中分别过表达和干涉csmir396d和csgs2基因，在csgs2过表达和csmir396d干涉的茶树叶片csgs2基因的表达均显著上调，谷氨酰胺的含量显著增加；在csgs2干涉和csmir396d过表达的茶树叶片中csgs2基因的表达均显著下降，谷氨酰胺的含量显著减少，可通过csmir396d和csgs2植物体内的调节谷氨酰胺的含量；从而促进茶树叶片生长。

技术特征：

1.一种茶树csgs2基因在调节植物谷氨酰胺代谢和促进植株叶片生长中的应用，其特征在于：所述csgs2基因的orf序列如seq id no.1所示。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述植物为拟南芥或茶树。

3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：将所述茶树csgs2基因连接到载体上，通过农杆菌介导转化到拟南芥、筛选、培养和获得转基因株系。

4.一种干扰csgs2基因表达在调节植物谷氨酰胺代谢和植株叶片生长中的应用，其特征在于：所述干扰csgs2基因表达的基因为茶树csmir396d基因的前体序列，其核苷酸序列如seq idno.2所示。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：所述植物为拟南芥或茶树。

6.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：将所述茶树csmir396d基因的前体基因连接到载体上，通过农杆菌介导转化到拟南芥、筛选、培养和获得转基因株系。

7.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：所述茶树csmir396d基因的成熟序列如seqid no.3所示。

技术总结
本发明公开了一种茶树CsGS2基因在调节植物谷氨酰胺代谢和促进植株叶片生长中的应用，所述CsGS2基因的ORF序列如SEQ IDNO.1所示；所述干扰CsGS2基因表达的基因为茶树CsmiR396d基因的前体序列，其核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。在CsGS2过表达和CsmiR396d干涉的茶树叶片CsGS2基因的表达均显著上调，谷氨酰胺的含量显著增加；在CsGS2干涉和CsmiR396d过表达的茶树叶片中CsGS2基因的表达均显著下降，谷氨酰胺的含量显著减少，可通过调节CsmiR396d和CsGS2在植物体内的含量调节谷氨酰胺的含量，从而促进茶树叶片生长。

技术研发人员：郭飞,李慧,王璞,林青青,闫美琳,何浒
受保护的技术使用者：华中农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12