[發(fā)明專利]一種通過轉(zhuǎn)CmTCP20基因調(diào)控菊花花瓣生長的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610134871.1
• 申請(qǐng)日: 2016-03-09
• 公開（公告）號(hào): CN105671056B
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳發(fā)棣;王晶晶;王海濱;宋愛萍;蔣甲福;陳素梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N15/29
• 分類號(hào): 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(zé)任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤;李曉峰

本發(fā)明屬于植物基因工程和轉(zhuǎn)基因育種領(lǐng)域，涉及一種通過轉(zhuǎn)CmTCP20基因調(diào)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(gòu)建CmTCP20基因植物表達(dá)載體；采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法將其轉(zhuǎn)入菊花中，進(jìn)行培養(yǎng)初步獲得抗性植株。對(duì)轉(zhuǎn)化植株進(jìn)行PCR、定量RT?PCR檢測(cè)證實(shí)CmTCP20內(nèi)源基因已經(jīng)整合到轉(zhuǎn)基因植株的基因組DNA中并發(fā)生轉(zhuǎn)錄。對(duì)轉(zhuǎn)基因植株進(jìn)行表型觀察與統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)與未轉(zhuǎn)基因植株相比，轉(zhuǎn)基因植株的花瓣生長量明顯變大。本發(fā)明通過轉(zhuǎn)化內(nèi)源CmTCP20轉(zhuǎn)錄因子并正常轉(zhuǎn)錄表達(dá)，從而調(diào)控了切花菊花瓣的生長，為利用基因工程技術(shù)提高切花菊觀賞品質(zhì)提供新穎而實(shí)用的方法，將有效推動(dòng)菊花生物技術(shù)育種進(jìn)程。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于植物基因工程和轉(zhuǎn)基因育種領(lǐng)域，涉及一種通過轉(zhuǎn)CmTCP20基因調(diào)控菊花花瓣生長的方法。

背景技術(shù)

菊花(Chrysanthemum morifolium)是我國傳統(tǒng)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(diǎn)，深受人們的喜愛，在世界范圍內(nèi)廣為栽培。TCP家族是最近十幾年來發(fā)現(xiàn)的植物特有的一類轉(zhuǎn)錄因子，因其在植物形態(tài)發(fā)育和進(jìn)化中起著重要作用而受到廣泛的關(guān)注。越來越多的研究表明，TCP基因家族參與花器官形態(tài)建成，如PsCYCs基因在豌豆花中呈不對(duì)稱表達(dá)模式(王崢，2006)。目前TCP基因在花型中的研究多集中于花對(duì)稱性發(fā)育。花對(duì)稱性發(fā)育的分子機(jī)理首先在模式植物金魚草中被發(fā)現(xiàn)，其花部對(duì)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(fā)育有著密切的關(guān)系。

近年來，隨著分子生物學(xué)的迅速發(fā)展，通過遺傳轉(zhuǎn)化的技術(shù)在植物體內(nèi)過量表達(dá)特定的內(nèi)源基因以提高植物抗逆性已成為現(xiàn)代育種的重要手段。采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法可以獲得具有不同生物學(xué)特性的轉(zhuǎn)基因菊花，如菊花花色、形狀、高度、株型等園藝特征的改變，轉(zhuǎn)基因技術(shù)為改良菊花品種提供了新的手段和途徑。而利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法提高植株抗性的研究報(bào)道也有很多，TCP14/TCP15:SRDX轉(zhuǎn)基因植株會(huì)導(dǎo)致萼片、花瓣和心皮的發(fā)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(fā)現(xiàn)，葉片變小且邊緣呈波浪形，花瓣邊緣也呈現(xiàn)出鋸齒狀，且花瓣顏色明顯變淺。GhCYC2在管狀花發(fā)生的部位幾乎不表達(dá)，但其超表達(dá)會(huì)導(dǎo)致管狀花發(fā)育成舌狀花的形態(tài)(Broholm etal.2008)，且管狀花花瓣更長，有明顯的唇瓣結(jié)構(gòu)，雄蕊發(fā)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(jìn)更多花原基的發(fā)生，進(jìn)而導(dǎo)致花托上產(chǎn)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(fā)育調(diào)控，但在不同植物中發(fā)揮作用的TCP家族成員及其功能均存在差異，TCP調(diào)控花瓣的生長的具體機(jī)制還缺乏系統(tǒng)深入研究。因此通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)法將菊花的內(nèi)源基因CmTCP20導(dǎo)入切花菊‘神馬’調(diào)控花瓣生長是一種新的探索，為采用基因工程技術(shù)選育菊花觀賞品種提供新穎而實(shí)用的方法。

參考文獻(xiàn)：

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

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