[發明專利]沙柳分枝型調控基因在木本植物枝型調控中的應用

在審

• 申請號: 202011259720.1
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112210562A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 楊海峰;溫繼梨;韋東山;張磊;袁夢如;李安玉;金娜;郝璞;薄高峰;劉璐;張鑫
• 申請（專利權）人: 內蒙古農業大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/82;A01H5/00;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

本發明涉及一種沙柳分枝型調控基因在木本植物枝型調控中的應用，屬于植物基因工程技術領域。該基因的核苷酸序列如序列表中的序列1所示，其CDS序列如序列表中序列2所示，序列全長2828bp，其CDS序列為1161bp，編碼386個氨基酸并在C末端高度保守，理論等電點和分子量分別為6.45、43.1KDa，該基因屬于IGT基因家族。過表達SpsLAZY1a的轉基因84k楊樹出現莖扭曲、分枝數量增加的表型。以上結果顯示SpsLAZY1a基因具有IGT基因家族成員基因結構的特征，具有可促進枝條扭曲、分枝數量增加的功能，在調控分枝、重力反應中起重要作用。

技術領域

本發明涉及一種沙柳分枝型調控基因SpsLAZY1a在木本植物枝型調控中的應用，屬于植物基因工程技術領域。

背景技術

植物的重力反應是指植物感受到重力刺激后重新定位生長從而維持各器官與重力方向最適角度的一種現象，包括根正向地性、莖負向地性。植物對重力的特殊適應性不僅保障植物生長發育所必需的水分、礦質元素和各種營養，也保證了植物光合作用和氣體交換的順利進行。重力反應的過程大致可以分為四個階段，即重力信號的感受、重力信號的轉導、生長素梯度的形成和植物重力反應器官的彎曲生長。

近年來，調控地上部重力反應的信號轉導因子相繼被克隆出來，相關的功能分析為研究植物分枝角度的調控機理提供了理論依據。

隨著基因組學的進一步發展，與分枝角度調控有關的保守基因家族IGT基因家族被發現，包含LAZY1、TAC1、DRO1等基因。LAZY1通過重力反應途徑促進枝條向上定向，低表達或不表達LAZY1的植株具有更寬的分枝角度，枝條向重力性缺陷、生長素運輸受損，但仍具有功能性淀粉體。LAZY1基因沉默引起側枝的水平生長，削弱重力反應。

在擬南芥、水稻、玉米中均有對LAZY1基因的研究，但木本植物中的研究較少。在玉米中，ZmLAZY1蛋白與細胞核中的AUX/IAA蛋白IAA17和質膜上的生長素轉運蛋白激酶PKC相互作用，表明LAZY1除了生長素轉運外還在生長素信號傳導中起作用。此外，在水稻中，生長素外源蛋白OsPIN2的過表達降低了LAZY1的表達，表明LAZY1介導的生長素轉運和LAZY1表達之間可能存在負反饋循環。

因此，對SpsLAZY1a基因及其轉化84k楊樹的研究為LAZY1基因調控植物重力反應的分子機制提供可靠的理論依據，豐富IGT基因家族的研究和相關林木分子遺傳學知識。

發明內容

本發明的目的是提供一種沙柳分枝型調控基因SpsLAZY1a在制備轉基因木本植物中的應用。

一種沙柳分枝型調控基因SpsLAZY1a在木本植物枝型調控中的應用，其核苷酸序列如序列表中的序列1所示，其CDS序列如序列表中序列2所示，沙柳分枝型調控基因SpsLAZY1a的表達蛋白的氨基酸序列如序列表中序列3所示。

進一步地，上述沙柳分枝型調控基因SpsLAZY1a在調控木本植物枝條扭曲和分枝數量中的應用。沙柳分枝型調控基因SpsLAZY1a可促進木本植物枝條扭曲、增加分枝數量，在調控木本植物分枝和重力反應中起重要作用。

進一步地，所述的木本植物為84k楊樹。

上述沙柳分枝型調控基因SpsLAZY1a的克隆方法，包括如下步驟：

(1)提取沙柳水培嫩枝RNA，并電泳檢測；

(2)以RNA反轉錄，獲得cDNA為模板，利用引物獲得引物01-F和引物01-R，進行特異性擴增，電泳檢測；切膠回收后，進行BP反應構建pDONR222:SpsLAZY1a入門載體，轉化DH5α，將陽性菌落測序，獲得沙柳分枝型調控基因SpsLAZY1a。

本發明還提供了上述沙柳分枝型調控基因SpsLAZY1a的超表達載體在制備轉基因木本植物中的應用。