[發(fā)明專利]二球懸鈴木PaGL1基因在調(diào)控植物表皮毛中的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910013297.8
• 申請日: 2019-01-07
• 公開（公告）號(hào): CN109593768B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 包滿珠;張艷萍;張佳琪;劉國鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N15/29
• 分類號(hào): C12N15/29;C07K14/415
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務(wù)所 42001
• 代理人: 張紅兵

本發(fā)明屬于植物基因工程技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及二球懸鈴木PaGL1基因在調(diào)控植物表皮毛中的應(yīng)用。所述的DNA片段為懸鈴木表皮毛調(diào)控基因PaGL1，該基因片段的核苷酸序列如序列表SEQ ID NO：1所示，該基因編碼的蛋白質(zhì)序列如SEQ ID NO：2所示。生物學(xué)功能驗(yàn)證表明該基因片段能夠調(diào)控植物的表皮毛發(fā)育。將該基因超量表達(dá)轉(zhuǎn)化植物，可以使轉(zhuǎn)基因植物的表皮毛減少或完全敗育。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于植物基因工程技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及二球懸鈴木基因PaGL1片段的分離克隆、功能驗(yàn)證及應(yīng)用。所述的基因與植物表皮毛發(fā)育調(diào)控相關(guān)。將該基因的完整翻譯區(qū)(CDS區(qū))連到帶有35S(花椰菜花葉病毒)啟動(dòng)子的超量表達(dá)載體轉(zhuǎn)化模式植物擬南芥，轉(zhuǎn)基因植株表皮毛數(shù)量減少甚至完全缺失。

背景技術(shù)

植物表皮毛是由表皮細(xì)胞向外延伸發(fā)育而來的一種發(fā)狀結(jié)構(gòu)。皮毛作為植物的最外層結(jié)構(gòu)，具有減少或者抵御外界傷害的作用。主要分為腺毛和非腺毛；多細(xì)胞表皮毛和單細(xì)胞表皮毛；分支表皮毛和不分支表皮毛。一些表皮毛附著在植物表皮毛不會(huì)脫落，但是，有些表皮毛隨著年齡的增長會(huì)逐漸脫落。

二球懸鈴木(Platanus acerifolia Willd)是由一球和三球懸鈴木雜交而得到的，具有一定的雜種優(yōu)勢，因此被廣泛的應(yīng)用于城市綠化，并享有“行道樹之王”的美譽(yù)。但是其自身的一些突出問題限制了其應(yīng)用的廣泛性，如飄毛問題。懸鈴木的飄毛問題主要來源于兩個(gè)方面：一方面來源于球果開裂后飄毛問題，另一方面來源于葉片表皮毛的脫落。針對果毛飄落問題，人們可以通過控制其開花結(jié)果來解決，但是葉毛飄落的問題則需要從表皮毛發(fā)育方面來控制。因此可以通過基因工程方法來調(diào)控懸鈴木表皮毛發(fā)育相關(guān)基因的表達(dá)，從而培育出不飄毛二球懸鈴木，從根本上解決二球懸鈴木的飄毛問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種分離的二球懸鈴木基因PaGL1，將該基因應(yīng)用于植物表皮毛的調(diào)控，已經(jīng)證實(shí)該基因與植物表皮毛發(fā)育調(diào)控相關(guān)。

本發(fā)明提供了在二球懸鈴木中表達(dá)的PaGL1基因編碼序列及其功能，具體包括：PaGL1基因的核苷酸編碼序列的克隆，表達(dá)載體的構(gòu)建，以及將這些基因轉(zhuǎn)化擬南芥，進(jìn)行分子鑒定和表型觀察等等。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下所述：

本發(fā)明首先從二球懸鈴木中克隆得到PaGL1基因片段。該基因片段為具有特定序列的DNA分子，其開放閱讀框長度為663bp，其對應(yīng)的核苷酸序列如序列表SEQ ID N0：1所示。本發(fā)明還提供了二球懸鈴木PaGL1基因的編碼序列(編碼220個(gè)氨基酸殘基)，其對應(yīng)的氨基酸序列如SEQ ID NO：1中1-663位所示，PaGL1基因編碼的蛋白質(zhì)序列如SEQ ID NO:2所示。本發(fā)明還提供了用于克隆獲得二球懸鈴木樣品中PaGL1基因的引物對。該引物對是根據(jù)PaGL1核酸序列設(shè)計(jì)，以懸鈴木不同部位混合樣品作為模板進(jìn)行PCR擴(kuò)增，獲得798bp的片段(序列見實(shí)施例1)。擴(kuò)增上述基因引物對的DNA序列如下所示：

P1正向引物(F):5'GCCACTTCACAAAAATCTATACTGC 3'，

P2反向引物(R):5'ATCCATTAAGGGGTCATTTTCATCC 3'；

本發(fā)明還提供了用于檢測二球懸鈴木PaGL1基因在轉(zhuǎn)基因擬南芥中表達(dá)的引物序列。該引物對根據(jù)PaGL1核酸序列設(shè)計(jì)，以轉(zhuǎn)基因擬南芥樣品cDNA為模板進(jìn)行RT-PCR擴(kuò)增，來檢測外源基因PaGL1是否在擬南芥中表達(dá)，所得擴(kuò)增的片段長度為135bp。所述引物對的DNA序列如下所示：

P3正向引物(F):5'AGATCAAAGTTGGTGTCACCTCAG 3'，

P4反向引物(R):5'CTCCAGTCACTTTGGGTTCGAT 3'；