[發明專利]一種通過轉CmTCP20基因調控菊花花瓣生長的方法

有效

• 申請號: 201610134871.1
• 申請日: 2016-03-09
• 公開（公告）號: CN105671056B
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 陳發棣;王晶晶;王海濱;宋愛萍;蔣甲福;陳素梅
• 申請（專利權）人: 南京農業大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/84;C12N15/82;C12N15/66;C12Q1/68;A01H5/00;A01H6/14
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤;李曉峰

本發明屬于植物基因工程和轉基因育種領域，涉及一種通過轉CmTCP20基因調控菊花花瓣生長的方法，包括以下步驟：從切花大菊‘神馬’中克隆CmTCP20基因；構建CmTCP20基因植物表達載體；采用農桿菌介導法將其轉入菊花中，進行培養初步獲得抗性植株。對轉化植株進行PCR、定量RT?PCR檢測證實CmTCP20內源基因已經整合到轉基因植株的基因組DNA中并發生轉錄。對轉基因植株進行表型觀察與統計分析，發現與未轉基因植株相比，轉基因植株的花瓣生長量明顯變大。本發明通過轉化內源CmTCP20轉錄因子并正常轉錄表達，從而調控了切花菊花瓣的生長，為利用基因工程技術提高切花菊觀賞品質提供新穎而實用的方法，將有效推動菊花生物技術育種進程。

技術領域

本發明屬于植物基因工程和轉基因育種領域，涉及一種通過轉CmTCP20基因調控菊花花瓣生長的方法。

背景技術

菊花(Chrysanthemum morifolium)是我國傳統十大名花和世界四大切花之一，其栽培歷史悠久。菊花具有豐富的花色、多樣的花姿等特點，深受人們的喜愛，在世界范圍內廣為栽培。TCP家族是最近十幾年來發現的植物特有的一類轉錄因子，因其在植物形態發育和進化中起著重要作用而受到廣泛的關注。越來越多的研究表明，TCP基因家族參與花器官形態建成，如PsCYCs基因在豌豆花中呈不對稱表達模式(王崢，2006)。目前TCP基因在花型中的研究多集中于花對稱性發育。花對稱性發育的分子機理首先在模式植物金魚草中被發現，其花部對稱的表型由CYCLOIDEA(CYC)和DICHOTOMA(DICH)基因共同控制(李交昆，唐璐璐，2012)。CYC和DICH基因同屬TCP基因家族。因此，TCP基因家族與花瓣發育有著密切的關系。

近年來，隨著分子生物學的迅速發展，通過遺傳轉化的技術在植物體內過量表達特定的內源基因以提高植物抗逆性已成為現代育種的重要手段。采用農桿菌介導法可以獲得具有不同生物學特性的轉基因菊花，如菊花花色、形狀、高度、株型等園藝特征的改變，轉基因技術為改良菊花品種提供了新的手段和途徑。而利用農桿菌介導法提高植株抗性的研究報道也有很多，TCP14/TCP15:SRDX轉基因植株會導致萼片、花瓣和心皮的發育畸形，幾乎不形成花瓣(Kieffer et al.2011)。Narumi等(2011)在夏堇中沉默TCP3基因后發現，葉片變小且邊緣呈波浪形，花瓣邊緣也呈現出鋸齒狀，且花瓣顏色明顯變淺。GhCYC2在管狀花發生的部位幾乎不表達，但其超表達會導致管狀花發育成舌狀花的形態(Broholm etal.2008)，且管狀花花瓣更長，有明顯的唇瓣結構，雄蕊發育中斷且無花粉，舌狀花的花瓣明顯變短(Tahtiharju et al.2012)，而GhCYC5的功能不同，其在非洲菊頭狀花序的膨大過程中能夠促進更多花原基的發生，進而導致花托上產生更多的小花(Juntheikki-Palovaara et al.2014)。以上研究表明，TCP基因家族參與植物花器官的生長發育調控，但在不同植物中發揮作用的TCP家族成員及其功能均存在差異，TCP調控花瓣的生長的具體機制還缺乏系統深入研究。因此通過農桿菌介導法將菊花的內源基因CmTCP20導入切花菊‘神馬’調控花瓣生長是一種新的探索，為采用基因工程技術選育菊花觀賞品種提供新穎而實用的方法。

參考文獻：

李交昆,唐璐璐.花對稱性的研究進展[J].生物多樣性,20(3):280-285,2012.

王崢,豌豆花瓣發育的分子生物學研究(博士研究生學位論文).上海:中國科學院上海植物生理生態研究所,2006.