本发明专利技术属于植物基因工程技术领域。具体涉及二球悬铃木CPC家族基因在调控植物表皮毛中的应用。所述的DNA片段包括悬铃木表皮毛调控基因PaTRY、PaCPC‑like1、PaCPC‑like2、PaCPC‑like3，这些基因片段的核苷酸序列如序列表SEQ ID NO：1、SEQ ID NO：3、SEQ ID NO：5和SEQ ID NO：7所示，它们对应的蛋白质的序列如SEQ ID NO：2、SEQ ID NO：4、SEQ ID NO：6和SEQ ID NO：8所示。经过功能验证表明上述基因片段能够调控植物的表皮毛发育，将这些基因超量表达转化植物，可以使转基因植物的表皮毛减少。
Application of CPC family genes in the regulation of plant surface hair
The invention belongs to the technical field of plant genetic engineering. Specifically, the application of CPC family genes in the regulation of plant surface hair is described. The DNA fragments include the epicuticular hair regulatory genes PaTRY, PaCPC_like 1, PaCPC_like 2 and PaCPC_like 3 of Platanus acerifolia. The nucleotide sequences of these gene fragments are shown in the sequence table SEQ ID NO:1, SEQ ID NO:3, SEQ ID NO:5 and SEQ ID NO:7, and the corresponding protein sequences are SEQ ID NO:2, SEQ ID NO:3, SEQ ID NO:7. NO:4, SEQ ID NO:6 and SEQ ID NO:8 are shown. Functional tests show that the above gene fragments can regulate the development of plant epidermal hair. Overexpression of these genes in transgenic plants can reduce the epidermal hair of transgenic plants.
【技术实现步骤摘要】
二球悬铃木CPC家族基因在调控植物表皮毛中的应用
本专利技术属于植物基因工程
具体涉及二球悬铃木CPC家族基因在调控植物表皮毛中的应用，具体地，本专利技术涉及4个二球悬铃木基因片段的分离克隆、功能验证及应用。所述的基因与植物表皮毛发育调控有关。将该类基因的完整翻译区(CDS区)与花椰菜花叶病毒启动子结合后直接转入模式植物拟南芥中，转基因植株表现出表皮毛缺失或减少的表型性状。
技术介绍
植物表皮毛指由植物地上部分的表皮向外延伸而形成的一种发状结构，分布于多数陆地植物表皮植物表皮毛的结构及形态多种多样，有的为单细胞或多细胞结构；有的有分支或不分支；有的有腺体或无腺体作为表皮毛，其主要的功能是使植物表皮层的厚度增加，从而减少植物体内水分和热量的散失，并在一定程度上减轻机械损伤、高温、紫外线等的伤害；一些腺毛能够分泌各种不同的化学物质，有利于植物对生物、非生物胁迫的防御以及信号传递。悬铃木(Platanusspp.)是悬铃木科悬铃木属的落叶乔木树种。我国引入栽培的仅3种：即一球悬铃木(Platanusoccidentalis)又称美国梧桐、二球悬铃木(Platanus×acerifoliaWilld.)又称英国梧桐、三球悬铃木(P.orientalis)又称法国梧桐。其中二球悬铃木是一球悬铃木与三球悬铃木杂交所获得的杂交种具有良好的杂种优势。悬铃木喜光，喜温暖湿润气候，比较耐寒。因其树干高大、树形优美，冠大荫浓，抗逆性强，不择土壤，萌芽力强，耐重剪，耐干旱、生长迅速，对城市环境适应性强，具有超强的吸收有害气体、抵抗烟尘、隔离噪音、抵抗环境污染等能力，是世界著名的优良庭荫树和行道树，广泛应用于城市绿化，并享有“行道树之王”的美誉。但是其飞毛(飘絮)问题(果毛及叶片表皮毛)不仅对环境造成污染，更影响人们的生活和健康。因此可以尝试通过基因工程的方法来抑制悬铃木表皮毛的发育，从而培育出不飞毛(飘絮)的悬铃木，从遗传育种和种质改良上根本上解决悬铃木的飞毛(飘絮)问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了分离自二球悬铃木CPC家族基因的四个基因片段，分别命名为PaTRY、PaCPC-like1、PaCPC-like2和PaCPC-like3，并将其应用于植物表皮毛发育的调控上，通过生物功能验证表明上述二球悬铃木CPC家族基因中的四个特异四个基因片段与植物表皮毛发育相关。本专利技术的而技术方案如下所述：本专利技术提供了在二球悬铃木中表达的PaTRY、PaCPC-like1、PaCPC-like2、PaCPC-like3的基因编码序列及其功能，具体包括：PaTRY、PaCPC-like1、PaCPC-like2、PaCPC-like3基因的核苷酸编码序列的克隆，表达载体的构建，以及将这些基因转化拟南芥，进行分子鉴定和表型观察。其中：(1)来自二球悬铃木CPC家族基因的一个基因简短在调控植物表皮毛中的应用，所述基因的核苷酸序列如序列表SEQIDNO：1,所示。(2)来自二球悬铃木CPC家族基因的一个基因片段在调控植物表皮毛中的应用，所述基因的核苷酸序列如序列表SEQIDNO：3所示。(3)分离自二球悬铃木CPC家族基因的一个基因片段在调控植物表皮毛中的应用，所述基因的核苷酸序列如序列表SEQIDNO：5所示。(4)分离自二球悬铃木CPC家族基因的一个基因片段在调控植物表皮毛中的应用，所述基因的核苷酸序列如序列表SEQIDNO：7所示。本专利技术的基本技术方案是：首先从二球悬铃木(PlatanusacerifoliaWilld.)中克隆出PaTRY、PaCPC-like1、PaCPC-like2、PaCPC-like3四个基因片段。这些基因片段是具有特定序列的DNA分子，其开放阅读框长度分别为267bp、222bp、225bp和225bp，它们对应的核苷酸序列如序列表SEQIDN0：1、SEQIDN0：3、SEQIDN0：5和SEQIDN0：7所示。本专利技术还提供了二球悬铃木PaTRY、PaCPC-like1、PaCPC-like2、PaCPC-like3四个基因片段的预测的蛋白编码序列，它们分别编码88，73，74和74个氨基酸残基，其对应的蛋白质的序列分别如SEQIDNO：2、SEQIDNO：4、SEQIDNO：6和SEQIDNO：8所示。本专利技术还设计了扩增二球悬铃木样品中PaTRY、PaCPC-like1、PaCPC-like2和PaCPC-like3基因片段的四对引物组合。这些引物组合根据PaTRY、PaCPC-like1、PaCPC-like2、PaCPC-like3的基因片段的核酸序列设计，使用这些引物自合对二球悬铃木叶片样品cDNA进行PCR扩增可以分别获得267bp、222bp、225bp、225bp的基因片段。引物组合(引物对)的DNA序列如下所示：P1正向引物:5'TTAGAAGAAACGCTATGGACAAACG3'，P2正向引物:5'AAAGACACAGAAGAATCCTCCCAAC3'；P3正向引物:5'TTTTGGCTTGGAGCTCTTAGTTTTC3'，P4反向引物:5'GCATCACACCAAAATTGCTCCTATA3'；P5正向引物:5'TAAATGGCTGACTTAGATCACTCTT3'，P6反向引物:5'AACACTGCCAGTTCCCAATCTTT3'；P7正向引物:5'CAGAACAATGGGGGACTTTGATCAC3'，P8反向引物:5'CCCAGTAGACCCAACCAAGACAATC3'；本专利技术还提供了如下所示的四对用于检测二球悬铃木PaTRY、PaCPC-like1、PaCPC-like2、PaCPC-like3基因片段在转基因拟南芥中表达的引物组合(引物对)。这些引物根据PaTRY、PaCPC-like1、PaCPC-like2、PaCPC-like3的基因片段的核酸序列设计，利用上述引物组合对转化拟南芥样品cDNA进行RT-PCR扩增,检测这些基因是否在转基因拟南芥中表达，可分别获得176bp、160bp、222bp和135bp的基因片段；这些引物组合(引物对)的DNA序列如下所述：P9正向引物:5'CAAAACAAGCCACAATGACTCTG3'，P10反向引物:5'TCCAAAACCTCTCTATTTCTTCAGC3'；P11正向引物:5'ATTTGATTGGAGAGAGATGGTCTCT3'，P12反向引物:5'GCATCACACCAAAATTGCTCC3'；P13正向引物:5'ATGATAATTCTTCAGTGGATTCTCG3'，P14反向引物:5'AACACTGCCAGTTCCCAATCTT3'；P15正向引物:5'TGATCACTCCTCAGATGACACTTTC3'，P16反向引物:5'ATCAGAGTCCACCTTTCTCCAAC3'；可利用任何一种可以引导外源基因在植物中表达的载体，通过直接DNA转化、基因枪、农杆菌介导等常规生物技术方法将本专利技术克隆的PaTRY、PaCPC-like1、PaCPC-like2、PaCPC-like3的编码序列导入植物细胞或组织中，并将转化的植物组织培育成植株。使用本专利技术的基因片段构建植物表达载体本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.分离自二球悬铃木CPC家族基因的一个基因片段在调控植物表皮毛中的应用，其特征在于所述的基因的核苷酸序列如序列表SEQ ID NO：1,所示。
【技术特征摘要】
1.分离自二球悬铃木CPC家族基因的一个基因片段在调控植物表皮毛中的应用，其特征在于所述的基因的核苷酸序列如序列表SEQIDNO：1,所示。2.分离自二球悬铃木CPC家族基因的一个基因片段在调控植物表皮毛中的应用，其特征在于所述的基因的核苷酸序列如序列表SEQIDNO：3所示...
【专利技术属性】
技术研发人员：包满珠，张艳萍，刘国锋，张佳琪，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42
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