在微重力和重力下铁皮石斛中抑制淀粉合成和花青苷积累的MYB基因及其应用的制作方法

本发明涉及生物，尤其涉及一种在微重力和重力下铁皮石斛中抑制淀粉合成和花青苷积累的myb(myb transcription factor)基因及其应用。

背景技术：

1、存在重力时，在园林绿化和盆景材料当中，叶色跟花色相互交融，二者具有相同的重要地位，在某些方面，叶色具备更为突出的观赏价值。现今，叶色新品种的培育愈加受到关注。兰科石斛属植物拥有非常高的观赏价值，其叶色和花色作为重要的观赏特点，在国内外市场深受青睐。

2、铁皮石斛(dendrobium catenatum)为兰科石斛属多年生草本药食同源植物，被尊为中华九大仙草之首，素有“药中黄金”之美称，淀粉作为铁皮石斛叶片的主要光合产物，其代谢过程的调控对铁皮石斛产量和品质形成都起着重要作用。

3、随着航天事业进入深空探测阶段，航天员将长期离开地球在微重力条件下生活，解决建立空间生命保障系统的科学问题已经迫在眉睫，高等植物的生长发育具有举足轻重的地位。许多在空间环境中的试验表明，微重力通过影响植物生长发育进而影响植物在空间的产量，植物无论是在个体水平还是细胞水平都受到空间微重力环境的影响。植物感受重力的“淀粉-平衡石”假说认为在重力条件下植物体内的淀粉可以感受重力，这一物理现象近期有了相应的分子水平解释。但在微重力条件下植物体内的淀粉如何感受重力的分子机制未见报道。众所周知，淀粉是植物生长发育的根本，铁皮石斛可以给宇航员提供食物和药物来源，微重力下对铁皮石斛淀粉的研究意义非凡；此外，铁皮石斛是兼性cam植物，在没有光的情况下可以通过苹果酸代谢将空间站中二氧化碳固定下来，有光时可以产生氧气供宇航员使用，不跟宇航员争夺氧气，经济节能，在模拟微重力这一独特环境的研究中兼容性更强；空间站中提供植物生长的设备空间弥足珍贵，铁皮石斛的植株矮小，在有限的空间站中研究较为方便；不可忽视的是铁皮石斛的花和叶子还具有观赏价值，可以调节宇航员的身心健康。可见铁皮石斛是研究微重力条件下科学问题的首选材料。因此，研究模拟微重力条件下，铁皮石斛淀粉和叶色形成和调控的分子机制是非常重要的。在模拟微重力下铁皮石斛淀粉和叶色研究成果未来还可以应用在重力条件下的研究，为选育在模拟微重力和重力下具有多变叶色且高产优质的铁皮石斛新品种提供理论支持和基因资源。

4、但是，长期以来铁皮石斛的育种模式主要以品种间杂交为主，在育种过程中随机性和盲目性较高，通常要耗费大量的时间和精力经过多代的选育才能得到理想中的品种。近年来，随着科学技术的飞速发展，利用转基因技术的靶向分子育种技术在农作物和园艺花卉得到了广泛的运用。所述分子育种通过转基因技术将控制相关表型性状的基因在目标植物中敲除，从而使植物丢失相应的表型，最终得到理想的品种。因此，筛选控制相关表型性状的关键基因是分子育种的前提基础和重要资源。

5、花青苷(anthocyanin)作为类黄酮中最重要的显色物质，是花青素经羟基化、甲氧基化、糖基化和酰基化等一系列修饰后形成的稳定化合物，可以控制叶色的变化，使植物呈现五彩缤纷的色彩。目前，花青苷的合成途径已被研究的较为清晰，具有高度保守性，其调控机制也在许多模式和非模式植物中得到了报道。此外，淀粉的合成是在许多质体定位相关酶的协同作用下实现的，在很多模式和非模式植物中淀粉合成途径已有报道。

6、在重力下，尽管花青苷和淀粉合成途径已在多种植物中被证实参与花青苷的积累和淀粉的合成，但研究多集中在模式植物或农作物上，对于具有观赏性的药食同源花卉的研究却相对匮乏，尤其是在铁皮石斛中更是鲜有报道。铁皮石斛淀粉代谢相关的基础研究还相对滞后，其基因组中的淀粉代谢相关的基因尚未得到鉴定，并且这些淀粉代谢基因的表达是否具有协同性以及这些基因的转录调控还是未知的。与此同时，在微重力条件下对于植物花青苷的合成途径和淀粉合成途径的研究仍是空白。

7、因此，补充myb基因在微重力和重力下铁皮石斛中抑制淀粉合成和花青苷积累所发挥的作用，是未来铁皮石斛叶色、产量和品质分子改良育种的重要基础和前提。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一个在微重力和重力下铁皮石斛中调控淀粉合成和花青苷积累的myb基因及其应用，来完善铁皮石斛中控制叶片淀粉合成和花青苷积累通路的完整性。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、本发明的在微重力和重力下铁皮石斛中抑制淀粉合成和花青苷积累的myb基因，从铁皮石斛(dendrobium catenatum)中分离和鉴定出一个在重力和微重力下抑制淀粉合成和花青苷积累的myb基因，该基因的cds序列为：

4、atggggagagttccctgttgcgataagaatgggctaaagaaaggcccgtggacgccagaggaagacc

5、agaagctcatcgattacatacagaagcatggccatggaacctggagaaccctccccaagaatgctgg

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9、agaagaggcttcttcgctcaggaatcgaccctgtgacgcatagacccaggctcgatctcctcaactta

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18、gagtcagttcatatga。

19、

20、上述的在微重力和重力下铁皮石斛中抑制淀粉合成和花青苷积累的myb基因的应用，通过转基因技术靶向调控，进行转基因育种。

21、与现有技术相比，本发明的在微重力和重力下铁皮石斛中抑制淀粉合成和花青苷积累的myb基因，其功能通过在铁皮石斛叶片中病毒诱导的基因沉默(vigs)技术得到了验证，其能够参与淀粉的合成和花青苷积累。在铁皮石斛中，通过靶向沉默目标基因，可以明显提高淀粉和花青苷在铁皮石斛叶片中的积累。因此，这一个myb基因能够丰富和完善在重力和微重力下铁皮石斛叶片高淀粉含量和叶片红色性状的转基因材料库，为未来培育在重力和微重力下高品质铁皮石斛和铁皮石斛红色性状叶片的分子育种提供了有力支持。

22、序列表

23、myb基因—dcamyb102-like的cds序列。