[發明專利]特異調控單寧合成的轉錄因子PtoMYB115及其用途

有效

• 申請號: 201510158412.2
• 申請日: 2015-04-03
• 公開（公告）號: CN104774252B
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 侯一粟;羅克明;王顯強;汪麗君
• 申請（專利權）人: 西南大學
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/82;C12N1/21;A01H5/00;A01H6/00
• 代理公司: 重慶華科專利事務所50123
• 代理人: 康海燕,吳興偉

技術領域

本發明屬于植物基因工程技術領域，具體涉及特異調控單寧合成的轉錄因子PtoMYB115及其用途。

背景技術

楊樹(Populus spp.)是世界范圍內種植最為廣泛的一種速生樹木。在理想條件下，楊樹大約4年即可成材，具有適應性強、繁殖速度快、容易雜交、容易改良遺傳性、容易無性繁殖等特點，是重要的建筑用材和造紙原料，同時還可作為可再生能源的原料。毛果楊的基因組測序已經于2006年完成(Tuskan et al.,2006)，被看作是木本轉基因植物的模式植物，廣泛的運用于林木樹種的遺傳轉化研究。毛白楊(Populus tomentosa)為楊柳科，是我國特有的樹種，以黃河流域中、下游為中心分布區(張勇等，2006)。

在自然環境中，楊樹常常作為溫帶系統中的關鍵物種，他們與多樣化的害蟲,病原體或共生體相互作用相互影響。楊樹受多種病害的侵害且危害嚴重，主要包括：黑斑病、葉銹病、潰瘍病、根癌病和紫根腐病(黃烈健等，2003)。我國楊樹人工林面積已超1億畝，居世界之首。但由于楊樹易感染病蟲害，導致工程成果難以鞏固，甚至失敗。使用遺傳和分子方法對草本植物與病原菌的相互作用進行了廣泛的調查研究，但相比之下，我們關于樹種對病原體的防御機制的認識在很大程度上仍然是不完整的(Miranda et al.,2007)。

原花青素(PAs),也被稱為濃縮單寧,是多酚類化合物通過類黃酮生物合成途徑合成。單寧存在于多種植物中，在抵御食草動物和病原體侵害中起重要作用，尤其在受到昆蟲取食、機械傷害、病原體感染后單寧合成含量將明顯上升。楊樹在受到真菌病侵染后快速強烈系統的激活單寧合成途徑說明了單寧對真菌病害的侵染具有防御能力(M ellway et al.,2007)。

通過植物分子學與基因工程研究，單寧合成途徑受到多個轉錄因子的轉錄調控。其中一大類MYB轉錄因子，是植物轉錄因子中最大的家族之一，以含有保守的MYB結構域為共同特征(R1/R2-MYB、R2R3-MYB、R1R2R3-MYB)，含有兩個MYB結構域的R2R3-MYB成員最多，廣泛參與植物次生代謝調控、細胞的形態發生、脅迫應答、細胞周期控制及分生組織形成等(Bedon et al.,2010)。目前，擬南芥中已經發現130個MYB轉錄因子，而楊樹中有至少存在192個MYB轉錄因子。近年來，R2R3-MYB在植物環境脅迫中的作用引起了越來越廣泛的關注，在植物防衛反應和逆境脅迫應答過程中扮演著非常重要的角色。植物的這種應答反應是一個涉及多個基因、多種信號途徑、多種基因產物的復雜過程。轉錄調控在植物對環境脅迫的應答反應中起著承上啟下的作用。類黃酮化合物例如單寧的積累是植物應答逆境脅迫的一個重要特性，MYB轉錄因子已被證實廣泛的參與類黃酮代謝途徑的調控(Akagi et al.,2009)。利用MYB轉錄因子調控植物體內類黃酮的含量以增強植物對病原菌的抗性，已成為近年來研究植物抗病基因工程的又一新熱點。

發明內容

本發明要解決的技術問題是為提高植物抗性提供一種新選擇。

本發明的技術方案是轉錄因子PtoMYB115，具有如SEQ ID No.2所示的氨基酸序列。

具體的，編碼所述轉錄因子的基因具有如SEQ ID No.1所示的核苷酸序列。

本發明還提供了含有所述轉錄因子PtoMYB115的表達載體。

具體的，所述的表達載體為超量表達轉錄因子PtoMYB115的植物表達載體。

具體的，所述的植物表達載體具有如SEQ ID No.3所示的核苷酸序列.

本發明還提供了含有所述表達載體的宿主。

具體的，所述的宿主為農桿菌。

本發明還提供了所述轉錄因子在改良毛白楊潰瘍病抗性中的用途。

本發明還提供了所述表達載體在改良毛白楊潰瘍病抗性中的用途。

本發明還提供了所述宿主在改良毛白楊潰瘍病抗性中的用途。

本發明的有益效果：本發明提供的轉錄因子通過在轉錄水平調控毛白楊單寧含量，提高而提高了植株的抗病能力，為獲得具有高抗病能力的優質楊樹品種提供了新方法。具體涉及發現在毛白楊中一個特異調控單寧合成的轉錄因子PtoMYB115。在毛白楊中通過超表達轉錄因子PtoMYB115，在轉錄水平調控多個跟單寧合成相關的關鍵酶基因，進而調控單寧含量顯著上升，并且對比野生型毛白楊，轉基因毛白楊抵抗潰瘍病侵害的能力顯著提高。本發明為世界范圍內廣泛栽培的重要造林樹種楊樹的抗性培育提供新的改良方法。