[發(fā)明專利]一種與植物木質化相關的microRNA857及其相關生物材料與應用

有效

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• 申請日: 2014-07-01
• 公開（公告）號: CN104232639B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發(fā)明（設計）人: 林金星;趙媛媛;林森
• 申請（專利權）人: 北京林業(yè)大學
• 主分類號: C12N15/113
• 分類號: C12N15/113;C12N15/82;A01H5/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司11245
• 代理人: 關暢,陳曉慶

技術領域

本發(fā)明涉及生物技術領域，具體涉及一種與植物木質化相關的microRNA857及其相關生物材料與應用。

背景技術

植物的木質化與人類生活息息相關，木質化形成的木材是制漿造紙、建筑業(yè)以及紡織業(yè)的原材料，在人類的生產和生活中起著重要的作用。木質化是木質素在特化細胞的細胞壁中沉積的過程，如木質部導管分子和厚壁組織細胞壁的加厚等，在維持植物正常結構、輸導水分和養(yǎng)料、防御機體不受病原菌侵害方面發(fā)揮著重要的作用。其中，木質素是植物體內比重僅次于纖維素的高分子化合物，與某些農藝形狀和實際生產密切相關。譬如，木質素的含量和組分與作物的抗倒伏相關；作為黏合劑和各種添加劑已廣泛應用于化學工業(yè)中；木質素具有高熱能，分子中的碳氫含量高達70-80％，其內蘊含豐富的能量，將來可能作為燃料替代品等。然而，木質素的存在也會產生一些負面效應，例如它是造紙工業(yè)廢水污染產生的主要源頭物質，飼料植物中木質素含量及單體分布比例直接影響到牲畜的消化和吸收等。因此，利用分子生物學手段根據(jù)實際需要調控木質素的含量，進而改變植物的木質化程度，具有潛在的應用前景。

MicroRNA(miRNA)是一類內源的長約20～24核苷酸的非編碼RNA，它是一類新型的調控基因表達的小分子RNA。miRNA通過與靶基因mRNA分子互補配對來識別并指導靶基因的切割或抑制靶基因的翻譯等方式，特異地對靶基因進行轉錄后調控，從而調節(jié)真核生物的生長發(fā)育。近年來，研究人員發(fā)現(xiàn)miRNAs幾乎參與了植物生長發(fā)育的所有重要過程，包括調控植物器官的發(fā)生發(fā)育(Yoon?et?al.,2010；Vidal?et?al.,2010；Wang?et?al.,2011)、參與激素應答途徑(Gutierrez?et?al.,2009；Yoon?et?al.,2010；Navarro?et?al.,Schommer?et?al.,2008)、參與逆境響應途徑(Navarro?et?al.,2006；Zhao?et?al.,2007)、參與對營養(yǎng)元素吸收的調控(Zhao?et?al.,2011；Kawashima?et?al.,2009；Bari?et?al.,2006)及其對自身合成代謝的反饋調節(jié)(Rajagopalan?et?al.2006)等。此外，大量miRNA的靶基因是編碼轉錄因子的蛋白(Jones-Rhoades?et?al.,2006)。

以上實例均表明miRNA在基因表達調控中的發(fā)揮了重要的作用。如果能夠利用miRNA這種新型的調控分子來研究植物木質化過程及其生物學特性，對于改良植物中木材性狀以及改變木材生長量具有十分重要的意義。然而，到目前為止，關于miRNA參與對植物木質化調控的研究未見報道。

發(fā)明內容

本發(fā)明的一個目的是提供一種與植物木質化程度相關的microRNA857及其相關生物材料在降低植物木質化程度中的應用。

本發(fā)明所提供的應用為如下任一所述生物材料在降低植物木質化程度中的應用或在抑制植物中LAC7基因轉錄中的應用：

(1)miR857；

(2)miR857的編碼基因；

(3)表達miR857的重組載體。

上述應用中，所述miR857的序列如SEQ?ID?No.2所示；

上述應用中，所述miR857的編碼基因的序列如SEQ?ID?No.1所示；

上述應用中，所述表達miR857的重組載體是將SEQ?ID?No.1所示DNA插入植物表達載體的多克隆位點得到的。

上述應用中，所述降低植物木質化程度為降低植物莖干的木質化程度。

上述應用中，所述降低植物木質化程度體現(xiàn)在如下方面中的至少一種：

(1)降低木質素含量；

(2)降低植物莖干的機械強度；

(3)降低植物莖干的直徑；

(4)降低植物莖干的鮮重；

(5)降低厚壁細胞占植物莖干橫切面的比例；

(6)降低植物單個維管束中木質細胞的數(shù)目；

(7)使植物木質部細胞排列更加松散。

上述應用中，所述植物為草本植物或木本植物；所述草本植物具體為擬南芥。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種構建轉基因植物的方法。

本發(fā)明所提供的構建轉基因植物的方法，包括如下步驟：使受體植物中過表達miR857，得到木質化程度低于所述受體植物的轉基因植物。

上述方法中，所述使受體植物中過表達miR857的方法為：向受體植物中導入miR857的編碼基因。