一种悬铃木开花调控基因及其在控制植物开花中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种悬铃木开花调控基因及其在控制植物开花中的应用。其中悬铃木开花调控基因(PlacTFL1)具有如由SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列。本发明专利技术通过对PlacTFL1基因的开发，不仅揭示悬铃木开花调控机理，丰富基本真双子叶植物的开花理论，同时为培养无花无果悬铃木提供可能。

【技术实现步骤摘要】
一种悬铃木开花调控基因及其在控制植物开花中的应用
本专利技术涉及植物基因工程和生物
，尤其涉及一种悬铃木开花调控基因(PlacTFL1)以及该基因在控制植物开花中的应用。
技术介绍
TERMINALFLOWER1(TFL1)和FLOWERINGLOCUST(FT)是参与开花诱导的两个重要基因，它们是编码与phosphatidylethanolamine-bindingproteins(PEBPs)同源的开花调控因子，PEBPs参与细菌、动物和植物生长与分化的多个信号途径(Ahnetal2006；Hanzawaetal2005；Karlgrenetal2011)。TFL1和FT氨基酸序列的一致性大约在60％，但是功能相反(Ahnetal2006；Hanzawaetal2005)。FT促进营养生长向生殖发育的转换，而TFL1抑制成花转换。TFL1是拟南芥的茎端分生组织决定基因(shootmeristemidentitygene)，它在营养生长和花序生长阶段的顶端分生组织表达，以维持茎端分生组织和花序分生组织的无限性，从而调控营养生长和生殖生长的进程(Bradleyetal1997)。在tfl1突变体中，本应形成侧生花序的位置通常发育成单朵花，且茎端也发育成单朵花；而超量表达TFL1的转基因植株，其营养生长阶段和生殖生长阶段均显著延长，说明TFL1对于植物营养生长和花序发育的维持均起着重要作用(Ratcliffeetal1998)。通过构建LFY、TFL1、AP1超量表达转基因植株以及结合各种突变体，揭示了TFL1与LFY、AP1在成花过程中的作用关系：LFY、AP1在花分生组织顶端抑制TFL1的转录，促成并维持花分生组织的特性；TFL1则在茎端抑制LFY、AP1的活性，保证正常的花序结构形成(Parcyetal2002)。进一步研究显示，TFL1蛋白是一个均匀分布在分生组织处的移动信号，但它不能进入分生组织侧面的细胞，从而保证原基细胞建立自己的属性(ContiandBradley2007)。TFL1的功能在许多核心真双子植物中得到了验证，如番茄的TFL1同源基因SELF-PRUNING(SP)影响茎的生长(Jiangetal2013)；豌豆的TFL1同源基因PsTFL1a维持无限生长(Foucheretal2003)；玫瑰和草莓的TFL1同源基因(RoKSN和FvKSN)功能缺失型突变体表现为持续开花(Iwataetal2012)等。悬铃木(Platanusspp.)是山龙眼目悬铃木科悬铃木属雌雄同株异花的落叶乔木树种，属于基本真双子叶植物，是被子植物进化地位较为原始的种类。二球悬铃木(英国梧桐，P.acerifoliaWilld)是一球悬铃木(美国梧桐，P.occidentalisLinn.)和三球悬铃木(法国梧桐，P.orientalisLinn.)的杂交种，由于其良好的遮阴效果、极强的抗逆性等优点，成为城市道路和庭院的极佳景观植物。然而，每年春天开花期飘散的大量花粉以及果实干裂后散落的大量果毛不仅污染环境，人体吸入后还可能导致严重的花粉病或呼吸困难(Iglesiasetal2007；Pourkhabbazetal2010)。为此，园林科研工作者针对悬铃木“落果飞毛”问题做了大量的探索和尝试，包括化学药剂落果、物理修剪控果、选育少果品系及辐射诱变育种等，但问题没有得到根本的解决。所以，随着植物基因工程的快速发展，开发不开花基因在植物中的应用，为无球果悬铃木的培育带来了新的途径。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种悬铃木开花调控基因(以下简称为PlacTFL1)。本专利技术要解决的另外一个技术问题是提供一种制备PlacTFL1基因的方法。本专利技术还要解决的一个技术问题是提供制备PlacTFL1基因所使用的引物。本专利技术还要解决的一个技术问题是PlacTFL1基因在控制植物开花中的应用。对于PlacTFL1基因，本专利技术采用的技术方案是，具有如SEQIDNO.1所示的核苷酸序列。对于PlacTFL1基因编码的蛋白，具有如由SEQIDNO.2所示的氨基酸序列。对于制备方法，本专利技术采用的技术方案是，用改良后的CTAB法从二球悬铃木样品中提取总RNA，根据同源克隆和悬铃木的转录组数据，结合5’Tail和3’RACE延伸技术，由此获得悬铃木开花调控基因(PlacTFL1)。对于引物，本专利技术采用的技术方案是，引物为5’Tail引物，其中：PlacTFL1-tR1引物，其具有如SEQIDNO.3所示的核苷酸序列；PlacTFL1-tR2引物，其具有如SEQIDNO.4所示的核苷酸序列；PlacTFL1-tR3引物，其具有如SEQIDNO.5所示的核苷酸序列。引物为命名为PlacTFL1-rF的3’RACE引物，其具有如SEQIDNO.6所示的核苷酸序列。引物为全长扩增引物，其中：上游引物为PlacTFL1-F，其具有如SEQIDNO.7所示的核苷酸序列。下游引物为PlacTFL1-R，其具有如SEQIDNO.8所示的核苷酸序列。另外，本专利技术的PlacTFL1基因在控制植物开花中的应用。本专利技术的有益效果是：通过对PlacTFL1基因的开发，不仅揭示悬铃木开花调控机理，丰富基本真双子叶植物的开花理论，同时为培养无花无果悬铃木提供可能。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是本专利技术实施例的PlacTFL1基因在拟南芥中超量表达的表型，其中：a野生型拟南芥(左)以及35S:PlacTFL1转基因中等表型(中)和强表型(右)。b35S:PlacTFL1转基因植株莲座叶增多。c35S:PlacTFL1转基因植株营养生长超半年。d、e分别为35S:PlacTFL1转基因植株维持顶端分生组织特性和进入花的分化。f35S:PlacTFL1转基因植株茎木质化程度高，粗壮。标尺：10mm(a-c)，1mm(d-f)。图2是本专利技术实施例的PlacTFL1基因在短牵牛中超量表达的表型分析，其中：aPlacTFL1转基因株系表达量检测。b转基因株系开花前分枝数和主枝叶片数统计。cW115(左)以及35S:PlacTFL1转基因23号株系的中等表型(中)和6号株系的强表型(右)。d35S:PlacTFL1转基因23号株系(左)和6号株系(右)生长数月后的表型。标尺：10cm。具体实施方式实施例1：PlacTFL1基因的分离克隆用改良后的CTAB法从二球悬铃木样品中提取总RNA，根据同源克隆和悬铃木的转录组数据，结合5’Tail和3’RACE延伸技术，获得了一种新的TFL1同源基因，将其命名为PlacTFL1。该基因编码172个氨基酸，由4个外显子和3个内含子组成，gDNA长度1632bp。PlacTFL1基因的核苷酸序列如SEQIDNO.1所示，PlacTFL1基因编码蛋白的氨基酸序列如SEQIDNO.2所示。其所使用的引物如表1。表1PCR反应条件为94℃3min；94℃30s，55℃30s，72℃30s(35cycles)；72℃10min。实施例2：载体构建载有PlacTFL1全长编码序列的pMD18-T载体用SalI和KpnI限制性内切酶进行酶切，目的片段连接至P2300载体的相应位点，该载体含有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种悬铃木开花调控基因，其特征在于，具有如由SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列。

【技术特征摘要】
1.一种悬铃木开花调控基因，其特征在于，具有如由SEQIDNO.1所示的核苷酸序列。2.如权利要求1所述悬铃木开花调控基因编码的蛋白，其特征在于，具有如SEQIDNO.2所示的氨基酸序列。3.一种制备权利要求1所述的悬铃木开花调控基因的方法，其特征在于，用改良后的CTAB法从二球悬铃木样品中提取总RNA，根据同源克隆和悬铃木的转录组数据，结合5’Tail和3’RACE延伸技术，由此获得所述悬铃木开花调控基因。4.制备如权利要求1所述的悬铃木开花调控基因所使用的引物，其特征在于，所述引物为5’Tail引物，其中：PlacTFL1-tR1，其具有如SEQIDNO.3所示的核苷酸序列；PlacTFL1-tR2，其具有如SEQIDNO.4所示的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国锋，张思思，包满珠，邓巧红，周琴，
申请(专利权)人：华中农业大学，武汉市园林科学研究院，
类型：发明
国别省市：湖北,42