一种改变植物茎节性状的方法、构建转基因植物的方法技术

本发明专利技术属于转基因植物构建领域，涉及一种改变植物茎节性状的方法、构建转基因植物的方法。本发明专利技术提供的PtCYP714F1基因序列能够改变植物茎的表型性状，使转基因植物在缩短节间长度的同时增加节的数量，并进而增加腋芽或叶片的数量。本发明专利技术利用PtCYP714F1基因序列可以改良多种植物的茎节性状，从而培育更多优良的植物品种，在植物新品种的开发和培育中具有非常高的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种改变植物茎节性状的方法、构建转基因植物的方法
本专利技术属于转基因植物构建领域，涉及一种改变植物茎节性状的方法、构建转基因植物的方法，将杨树来源的PtCYP714F1基因转入植物中。本专利技术的方法在植物品种性状的改良方面具有很高的潜在应用价值，为运用转基因等分子育种技术培育植物新品种提供了非常有价值的基因资源。
技术介绍
植物的茎对植物起支撑作用，同时还负责将根部吸收的水分和无机盐等运送到植物体的各部分，对植物的生长发育起着至关重要的作用。植物的株型涉及株高、茎秆性状、主茎的节数、节间的长度、分枝的数量等多种性状。虽然已有研究认为植物主茎上茎节的数量是一个复杂的数量性状，但对于一个特定的植物品种而言，主茎的节数和节间的长度是相对固定并且能够稳定遗传的性状。株高是植物的重要性状之一，而决定植物株高性状的关键因素是茎的高度。茎是由节连接的节间组成的。植物茎上的节是芽和叶的着生部位，两个相邻的节之间的部分叫做节间。因此，节间的长度和节的数量决定着茎的高度(长度)。赤霉素(GA)是控制植物株高表型的主要植物激素。赤霉素的合成与代谢涉及多种酶的参与，已经报道的相关基因至少有十几个，这些基因大多属于P450家族。在已经报道的基因中，来源于水稻、拟南芥、杨树等多种植物的CYP714家族的大多数基因(如OsCYP714D1、AtCYP714A1、AtCYP714A2)在调控植物株高方面具有类似的功能，即这些基因在转基因植物(水稻、拟南芥)体内过表达时，通过失活非13-位羟基化合成途径中的活性GA分子来降低植物体内活性GA分子的含量，从而使转基因植物的节间变短，并最终导致转基因植物的株高变矮。然而，到目前为止，尚未有包括CYP714家族基因在内的任何基因具有改变植物茎节的数量的功能报道。
技术实现思路
本专利技术通过对PtCYP714F1基因序列的功能研究，提出该基因序列既具有与其他CYP714家族基因类似的功能(使植物节间变短)，同时还具有增加茎节数量和相应的节间数，增加腋芽或叶片的数量的新功能。由此，本专利技术提供了一种通过将PtCYP714F1基因序列转入不同植物中，以实现同时改变植物茎节数量和节间长度的方法。通过将PtCYP714F1转入不同的植物，如水稻、竹子、甘蔗等禾本科植物，蔬菜类植物，或者一些观茎或观叶的观赏植物中，可以改良这些植物的茎的特性，从而实现相关新品种的开发与利用。本专利技术提供了一段从杨树中克隆的PtCYP714F1基因序列，如SEQIDNo.1所示，该基因序列具有改变植物茎的表型性状的功能，包括增加茎节数量和相应的节间数，缩短节间长度，增加腋芽或叶片的数量。本专利技术利用转基因技术，将杨树来源的PtCYP714F1基因序列转入其他植物(如水稻)中，可以使转基因植物的茎节数量和相应的节间数增加，缩短节间长度，腋芽或叶片数量增加。本专利技术利用转基因技术，将杨树来源的PtCYP714F1基因序列转入其他植物(如水稻)中，可以通过增加转基因植物茎节数量的方法来增加腋芽或叶片的数量。本专利技术通过PtCYP714F1基因的过量表达，在增加转基因植物茎节数量的同时，缩短了节间长度。本专利技术提出了一种改变植物茎节性状和/或改变植物株型和/或提高植物产量或生物量的方法，所述方法包括将PtCYP714F1基因序列通过转基因技术转导入植物细胞；或，所述方法包括增加植物中PtCYP714F1基因序列的表达。其中，所述方法包括提高转基因植物的茎节数量、和/或提高节间数、和/或提高腋芽或叶片的数量。本专利技术提出了一种构建转基因植物的方法，所述方法包括将PtCYP714F1基因序列通过转基因技术转导入植物细胞。本专利技术还提出了一种采用上述方法转化获得的植物细胞。本专利技术还提出了一种构建转基因水稻的方法，所述方法包括以下步骤：(1)利用BLAST比对，从测序杨树品种中找到与水稻OsCYP714D1同源的基因序列，设计引物并从测序杨树品种中扩增得到PtCYP714F1基因，测序验证(SEQIDNo.1)。(2)从水稻中克隆了OsCYP714D1基因的启动子proD1，并构建植物表达载体，将PtCYP714F1基因转入水稻愈伤组织中，通过诱导愈伤组织分化和多轮潮霉素筛选得到多个抗性株系。(3)对筛选得到的抗性株系进行PCR鉴定，PCR阳性的株系确定为PtCYP714F1转基因株系。(4)对转基因株系中PtCYP714F1基因的表达水平进行RT-PCR检测，确定不同转基因株系中PtCYP714F1基因的表达量。(5)对转基因株系和对照(eui突变体和野生型)进行表型分析和比较，统计节间长度和茎节的数量。本专利技术还提供了采用如上述方法获得的转基因植物细胞。本专利技术还提供了一种载体，所述载体包括如上所述的PtCYP714F1基因序列。优选地，所述载体还包括能够驱动所述PtCYP714F1基因序列表达的一个或多个控制序列；和任选地转录终止序列。本专利技术还提供了一种植物细胞，所述细胞包括如上所述的PtCYP714F1基因序列。本专利技术中，与PtCYP714F1基因(SEQIDNo.1)同源性在80％以上，85％以上，88％以上，90％以上的(包括91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％)，能够实现本专利技术上述功能的同源性基因也在本专利技术的保护范围内。本专利技术中，与PtCYP714F1基因(SEQIDNo.1)同源性在80％以上，85％以上，88％以上，90％以上的，能够实现本专利技术上述功能的同源性基因也在本专利技术的保护范围内。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的PtCYP714F1基因序列能够改变植物茎的表型性状，使转基因植物在缩短节间长度的同时增加节的数量，并进而增加腋芽或叶片的数量。利用PtCYP714F1基因序列一方面可以改良包括禾本科植物、蔬菜类作物以及一些观茎或观叶植物的茎节性状，从而培育更多优良的植物品种(如，改变植物对水或矿物质的吸收、运输和利用能力，从而在植物节水抗旱方面发挥功能)，另一方面，通过改变植物株型，提高产量或生物量(如蔬菜类、竹子或甘蔗等)、增加植物的可观赏性(如观景或观叶植物、花卉等)。因此在植物新品种的开发和培育中具有非常高的应用价值。附图说明图1为PtCYP714F1转基因鉴定和过表达检测。A.PCR鉴定。M，DNAmarker；WT，野生型；H2O，负对照；F1-1，F1-15～F1-17，F1-19～F1-25，不同的抗性株系。B.RT-PCR分子鉴定：转基因水稻株系中PtCYP714F1基因的过表达分析。WT，野生型；F1-1，F1-16～F1-17，F1-19～F1-24，不同的转基因水稻株系。图2为PtCYP714F1转基因株系与对照组(野生型WT及其突变体eui)表型比较。A.株高表型比较。B.主要的节与节间表型，节的位置用箭头标出。C.主要节间长度表型比较。图3为PtCYP714F1转基因株系与对照组(野生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.PtCYP714F1基因序列在提高转基因植物的茎节数量、和/或提高节间数、和/或提高腋芽或叶片的数量中的应用。/n

【技术特征摘要】
1.PtCYP714F1基因序列在提高转基因植物的茎节数量、和/或提高节间数、和/或提高腋芽或叶片的数量中的应用。


2.如权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述PtCYP714F1基因序列还用于缩短节间长度。


3.如权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述PtCYP714F1基因序列如SEQIDNo.1所示；或所述PtCYP714F1基因序列为与SEQIDNo.1同源性为80％以上、或为85％以上、或为88％以上、或为90％以上的，且具有与SEQIDNo.1相同的功能的序列。


4.一种改变植物茎节性状和/或改变植物株型和/或提高植物产量或生物量的方法，其特征在于，所述方法包括将如权利要求1所述的PtCYP714F1基因序列通过转基因技术转导入植物细胞；或，所述方法包括增加植物中PtCYP714F1基因序列的表达。


5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法包括提高转基因植物的茎节数量、和/或提高节间数、和/或提高腋芽或叶片的数量。


6.一种构建转基因植物的方法，其特征在于，所述方法包括将如权利要求1中所述的PtCYP714F1基因序列通过转基因技术转导入植物细胞。

【专利技术属性】
技术研发人员：王树伟，肖云平，史贤俊，王翠亭，
申请(专利权)人：上海欧易生物医学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31