[發(fā)明專利]一種調(diào)控馬尾松開花的關(guān)鍵基因PmARF6及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010063470.8
• 申請(qǐng)日: 2020-01-19
• 公開（公告）號(hào): CN111118029B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐立安;葉友菊;胥猛;倪州獻(xiàn);黃彬;辛月;田雅婷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京林業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N15/29
• 分類號(hào): C12N15/29;C12N15/82;C07K14/415;A01H5/02;A01H6/00
• 代理公司: 南京申云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32274
• 代理人: 邱興天

本發(fā)明公開了一種調(diào)控馬尾松開花的關(guān)鍵基因PmARF6及其應(yīng)用，屬于植物基因工程技術(shù)領(lǐng)域。所述的調(diào)控馬尾松開花的關(guān)鍵基因PmARF6，其核苷酸序列如SEQ ID No.1所示，其表達(dá)的蛋白產(chǎn)物氨基酸序列如SEQ ID No.2所示，為馬尾松ARF轉(zhuǎn)錄因子。本發(fā)明通過轉(zhuǎn)化擬南芥，得到超表達(dá)PmARF6基因的擬南芥，其植株的開花顯著延遲，說明了PmARF6基因維持營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)、抑制生殖轉(zhuǎn)變(開花)，為馬尾松開花的負(fù)調(diào)控因子，可應(yīng)用于調(diào)控植物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)時(shí)間：過表達(dá)該基因，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)時(shí)間延長(zhǎng)或生殖生長(zhǎng)時(shí)間推遲；敲除該基因，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)時(shí)間縮短或生殖生長(zhǎng)時(shí)間提前。該基因在林木育種領(lǐng)域有重要應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于植物基因工程技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種調(diào)控馬尾松開花的關(guān)鍵基因PmARF6及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

馬尾松(Pinus massoniana Lamb.)為我國(guó)特有樹種。它分布廣、適應(yīng)性強(qiáng)、生長(zhǎng)快、用途大，是我國(guó)南方的主要造林樹種與重要的工業(yè)樹種。馬尾松不僅可以作為重要的制漿造紙?jiān)希浠ǚ垡簿哂休^高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，已被廣泛的應(yīng)用于藥品、化妝品和飼料添加劑等領(lǐng)域。馬尾松的擴(kuò)大繁殖方式主要是通過有性繁殖進(jìn)行，而人們大規(guī)模獲取遺傳改良的種子，主要是依靠馬尾松種子園建設(shè)來實(shí)現(xiàn)的。自1980年以來建立的眾多馬尾松無性系種子園，由于童期長(zhǎng)，雌球花、雄球花的著生量不均衡，花期同步性不長(zhǎng)，難以為大面積造林提供足夠的優(yōu)質(zhì)種子。研究其開花規(guī)律是良種生產(chǎn)研究的重要內(nèi)容之一，可以優(yōu)化種子園建設(shè)，提高花粉和種子產(chǎn)量，可望創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)利益。

生長(zhǎng)素轉(zhuǎn)錄因子(Auxin response factors，ARFs)是與早期生長(zhǎng)素應(yīng)答基因啟動(dòng)子中TGTCTC應(yīng)答元件結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子。ARF基因在擬南芥中得到了克隆，其后ARF家族的許多成員在其他植物中也已有報(bào)道。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)ARF基因在水稻中有48個(gè)、玉米有62個(gè)、毛楊98個(gè)、桉樹17個(gè)。之前對(duì)擬南芥ARF基因家族的研究表明，ARF基因在不同器官中特異性表達(dá)從而調(diào)控生長(zhǎng)，主要表達(dá)于成熟器官中，包括根、蓮座葉、莖葉和花。ARF在植物開花中起著重要作用。例如，ARF5參與維管發(fā)育，ARF7參與下胚軸向光性、引力性和頂端維護(hù)等不同生長(zhǎng)反應(yīng)。此外，ARF3對(duì)于雌蕊生長(zhǎng)素依賴模式的形成也是必要的。ARF6的一些研究表明，ARF6通過生長(zhǎng)素信號(hào)參與多種調(diào)控活動(dòng)。AtARF6在所有花器官的多個(gè)花期均有表達(dá)，在調(diào)節(jié)花的成熟過程中起著至關(guān)重要的作用AtARF6在所有花器官的不同時(shí)期均有表達(dá)，在調(diào)控花的成熟過程中起著至關(guān)重要的作用。

開花發(fā)育既是植物器官發(fā)生和形態(tài)形成中最為基本的理論問題，又是植物器官繁殖方面重要的實(shí)踐問題，因此成為近年來植物功能研究的一個(gè)熱點(diǎn)?？梢钥闯?，ARF在調(diào)控植物開花方面存在復(fù)雜的調(diào)控模式，一些ARF轉(zhuǎn)錄因子被鑒定為開花調(diào)控的關(guān)鍵因子。ARF基因家族在植物開花發(fā)育過程中起著非常重要的作用。目前，尚未有馬尾松的ARF轉(zhuǎn)錄因子相關(guān)報(bào)道，克隆和開發(fā)利用馬尾松ARF轉(zhuǎn)錄因子，在馬尾松中克隆和開發(fā)利用這些基因資源，不僅有助于闡明植物開花發(fā)育的分子調(diào)節(jié)機(jī)制，而且可以為馬尾松開花遺傳育種提供理論基礎(chǔ)和分子工具，促進(jìn)林業(yè)優(yōu)良品系的快速繁殖和獲得高產(chǎn)高質(zhì)的種子，有提高種子園產(chǎn)量的重要應(yīng)用價(jià)值，對(duì)林業(yè)的發(fā)展具有不可估量的價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種調(diào)控馬尾松開花的關(guān)鍵基因PmARF6。本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題提供所述調(diào)控馬尾松開花的關(guān)鍵基因PmARF6的載體、重組菌或宿主細(xì)胞。本發(fā)明所要解決的最后技術(shù)問題在于提供前述調(diào)控馬尾松開花的關(guān)鍵基因PmARF6的應(yīng)用。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種調(diào)控馬尾松開花的關(guān)鍵基因PmARF6，其核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。

所述調(diào)控馬尾松開花的關(guān)鍵基因PmARF6的表達(dá)蛋白，其氨基酸序列如SEQ IDNo.2所示。

所述調(diào)控馬尾松開花的關(guān)鍵基因PmARF6的載體、重組菌或宿主細(xì)胞。