[發明專利]一種調控楊樹木材形成的油菜素內酯合成限速基因及其應用

有效

• 申請號: 201910254708.2
• 申請日: 2019-03-31
• 公開（公告）號: CN110066813B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 杜娟;李澤華;劉穎麗;盧孟柱
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C12N15/53
• 分類號: C12N15/53;C12N9/02;C12N15/82;C12N15/64;A01H6/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 耿小強

本發明涉及一種調控楊樹木材形成的油菜素內酯合成限速基因及其應用，屬于植物基因工程技術領域；其核苷酸序列如序列表中的序列1所示，其氨基酸序列如序列表中序列2所示。本發明將PagDET2基因轉入楊樹，過量表達PagDET2的轉基因楊樹與野生型比較，明顯增高、增粗，且木質部細胞數量明顯增多，說明PagDET2基因是調控楊樹木材的形成的關鍵調節基因，在林木基因工程領域和無性系林業領域有重要應用價值。

技術領域

本發明涉及調控楊樹木材形成的油菜素內酯合成基因及其應用，尤其涉及一種調控楊樹木材形成的油菜素內酯合成限速基因PagDET2及其應用，屬于生物基因工程技術領域。

背景技術

木材是地球上最重要的可再生資源，是紙漿造紙的主要原料。通過對現有主要造林樹種進行遺傳改良，提高木材產量，是滿足市場需求的一個重要途徑。楊樹本身是一種在全球廣泛分布的經濟樹種，具有早期速生、適應性強、分布廣、品種多、易雜交、易改良遺傳性、易繁殖等特點，因而廣泛用于集約栽培。楊樹憑借其優良的特性，一直是獲取造紙原材料的重要樹種。相對于利用常規雜交育種手段，分子技術育種手段，提供了快速、有效的途徑。隨著近年來遺傳學、基因組學和分子生物學技術的發展，楊樹成為了一種研究木材形成、多年生植物季節變化規律、生長發育、開花、性別決定以及生物互作的模式植物。因此，利用分子生物學和基因工程技術，提高楊樹木材產量具有重要理論意義和應用價值。

木材是木本植物通過次生生長所形成的木質化組織，是維管形成層近軸向分裂分化產生的次生維管組織的統稱。樹木的徑向生長是次生維管形成層周期性活動的結果，其中涉及到細胞分裂、細胞擴展、次生細胞壁形成以及細胞程序化死亡等多個生物學過程，受到多種植物激素的調節。油菜素內酯(Brassinosteroids)是植物中存在的一類植物甾醇類激素，幾乎參與到植物生長發育的所有階段，對調控植物生長具有重要作用。目前已經有大量的研究表明，油菜素內酯含量的增加，可以顯著提高植物生物量，并且油菜素內酯參與調控植物維管形成層的干細胞的維持與分化過程，促進次生木質部的分化與木材的形成，促進木質部細胞壁纖維素的合成同時抑制細胞壁木質素基因的表達。

研究表明，油菜素內酯的合成受到多個基因的調控，DET2基因編碼一個5α-還原酶，可以催化油菜甾醇轉變為油菜甾烷醇，在油菜素內酯合成過程中十分重要，是合成過程的必需限速酶。因此，研究DET2基因在植物發育中的作用，可以進一步解釋油菜素內酯調控植物發育的分子機制，為林木育種提供新的途徑。

目前，油菜素內酯在木本植物中的作用沒有報道，因此，利用木本植物為研究對象，結合分子生物學和基因工程技術，解析油菜素內酯調控楊樹木材發育的分子機制，對于了解木本植物根系發育的分子基礎，以及通過分子育種改良難生根林木，加快林木繁育具有重要意義。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明的目的之一是提供一種調控楊樹木材形成的油菜素內酯合成限速基因PagDET2。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：

一種調控楊樹木材形成的油菜素內酯合成限速基因，其核苷酸序列如序列表中的序列1所示。

本發明的另一目的是提供一種楊樹油菜素內酯合成限速基因的表達蛋白。

一種調控楊樹木材形成的油菜素內酯合成限速基因，其氨基酸序列如序列表中序列2所示。

本發明的另一目的是提供一種楊樹油菜素內酯合成限速基因的植物表達載體。

一種含有調控楊樹木材形成的油菜素內酯合成限速基因的植物表達載體，其核苷酸序列如序列表中序列3所示。

本發明的另一目的是提供一種含有調控楊樹木材形成的油菜素內酯合成限速基因的植物表達載體的構建方法。

一種含有調控楊樹木材形成的油菜素內酯合成限速基因的植物表達載體的構建方法，其步驟如下：