[發明專利]煙草CyP71及在調控植物表皮毛發育方面的應用

在審

• 申請號: 201910976192.2
• 申請日: 2019-10-15
• 公開（公告）號: CN110923249A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 任學良;郭玉雙
• 申請（專利權）人: 貴州省煙草科學研究院
• 主分類號: C12N15/53
• 分類號: C12N15/53;C12N15/66;C12N15/82
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 劉艷

本發明公開了一種調控植物表皮毛發育的基因，其特征在于：該基因為煙草CyP71，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。本發明將CyP71構建到表達載體pSH737上后，在農桿菌LBA4404中擴繁。通過蘸花遺傳轉化法，將pSH737?CyP71攜帶的CyP71轉入植株中，獲得轉化植株。結果顯示，轉CyP71表皮毛數量較野生型擬南芥多增加了100％，表明表達CyP71的蛋白具有正調控植物表皮毛發育，實現了增加植物表皮毛的數量。

技術領域

本發明涉及基因工程領域，特別是涉及一種煙草—CyP71，同時還涉及該煙草CyP71在調控植物表皮毛發育方面的應用。

背景技術

表皮毛是由植物表皮細胞發育的突出植物表皮的多細胞結構，也被稱為毛被，作為植物組織表面的表皮毛，它通過增加植物表皮層的厚度來減少水分散失和調節植物表面的溫度。植物腺毛對植物抗逆境脅迫、植物病蟲害防御等起重要作用，非分泌型腺毛構成植物的第一道防線，分泌型腺毛通過分泌揮發性的萜類等來抵御病蟲害，并且分泌的二萜類化合物能增加葉面的粘性，達到捕殺昆蟲的效果。

一些植物的表皮毛具有特殊的經濟價值，例如棉花的棉纖維、蕨類植物蜈蚣草的表皮毛、煙草的煙葉腺毛和擬南芥的表皮毛等。棉纖維由棉花種子的表皮細胞分化發育形成的單細胞纖維組成，棉纖維是紡織工業重要的天然纖維。蕨類植物蜈蚣草的表皮毛能大量吸收重金屬砷。煙草腺毛主要產生代謝分泌物，這些代謝分泌物能夠影響植物本身的生長。類萜代謝途徑是分泌型腺毛最活躍的代謝途徑之一，分泌的萜類化合物不僅能提升煙草的商業價值，同時也能形成化學防御體系。擬南芥的表皮毛是典型的特化無腺體的單細胞表皮毛，分布于整個葉片、莖和花瓣上。擬南芥表皮毛作為一種特化的、典型的單細胞結構，可作為一種很好的模式系統來研究細胞命運決定，細胞周期調控、細胞極性以及細胞增大等細胞分化方面的問題。

擬南芥已成為全球應用最廣泛的模式植物，被譽為“植物中的果蠅”，其植株較小，生長周期短，結實多且易于轉化。植物進化發育出表皮毛不僅可以發揮其特定的生理功能即適應不利的環境，還具有特殊的經濟價值。

隨著分子生物學技術的發展，通過基因工程手段，利用調控表皮毛發育的關鍵基因，將為植物表皮毛發育分子調控提供技術支撐，從而提高植物表皮毛的商業價值以及對外界環境的抗逆性和抗蟲性。

發明內容

本發明的目的在于克服上述缺點而提供的一種能調控植物表皮的發育，且快速、高效地實現植物表皮毛數量增加的利用煙草CyP71。

本發明的再一個目的是提供該煙草CyP71在調控植物表皮毛發育方面的應用。

本發明的技術方案：一種調控植物表皮毛發育的基因，該基因為煙草CyP71，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

根據權利要求1所述的一種調控植物表皮毛發育的基因，所述的CyP71，其克隆正向引物為5'-ATGCAACTGAGATTTGAAG-3'，反向引物為5'- TCACTTTTGAGGAGGTTG-3'。

一種調控植物表皮毛發育的基因的植物表達載體的構建及遺傳轉化方法，包含以下步驟：（1）以測序正確的煙草CyP71基因T克隆重組質粒為模板，酶切引物擴增，擴增產物通過瓊脂糖凝膠電泳檢測，回收純化；（2）對酶切引物擴增產物和pSH737進行雙酶切，37℃恒溫水浴酶切反應1.5h，酶切完成對產物進行電泳檢測并切膠回收目的片段；（3）pSH737表達載體和酶切引物擴增產物的雙酶切產物在T4連接酶的作用下，于恒溫水浴16℃連接10h，連接為重組表達載體；（4）將連接產物轉化到農桿菌LBA4404，并在其中擴增，選擇Kan LB進行抗性篩選，然后進行菌落PCR驗證其為陽性重組菌落，提取質粒并進行質粒PCR驗證，并測序，成功得到pSH737-CyP71。