紫花苜蓿侧生器官边界域转录因子MsLBD1在调控植物生长发育中的应用制造技术

本发明专利技术涉及基因工程技术领域，具体涉及紫花苜蓿侧生器官边界域转录因子MsLBD1在调控植物生长发育中的应用。本发明专利技术首次在紫花苜蓿中克隆得到侧生器官边界域转录因子MsLBD1，将MsLBD1基因在紫花苜蓿中过表达，获得过表达MsLBD1基因的转基因紫花苜蓿，并研究了MsLBD1基因在紫花苜蓿中的表达模式及其在调控次生代谢物质的合成，蔗糖和淀粉的合成以及植物生长发育中的作用，并经实验证实了MsLBD1基因对植物粗蛋白、还原性糖、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维类物质以及植物的生长发育具有调控功能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
紫花苜蓿侧生器官边界域转录因子MsLBD1在调控植物生长发育中的应用


[0001]本专利技术涉及基因工程
，具体涉及紫花苜蓿侧生器官边界域转录因子MsLBD1在调控植物生长发育中的应用。

技术介绍

[0002]紫花苜蓿（Medicago sativa L.）是一种具有较强环境适应性的多年生牧草，因其蛋白质含量高，适口性好等特点，享有“牧草之王”的美誉。紫花苜蓿在世界上广泛栽培，是世界上重要的多年生饲草作物之一，全世界种植面积达3.2
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107公顷。中国的苜蓿种植面积约3.8
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106公顷，主要分布于西北、华北和东北地区。紫花苜蓿不仅蛋白质含量丰富，并且含有较高的维生素和黄酮类物质等活性成分，对家畜及人体健康都十分有益。
[0003]侧生器官边界域（lateral organ boundaries domain，LBD）基因是一类植物中所特有的转录因子基因家族，该基因家族成员较多，结构和功能各异。根据LOB结构域的不同，LBD家族成员主要归为两大类：I类LBD基因的LOB结构域具有完整的类锌指蛋白和类亮氨酸拉链模块，II类LBD基因仅具有类锌指蛋白模块。LBD蛋白的特征是含有一个LOB结构域，其N端具有CX2CX6CX3C类锌指结构（具有DNA结合活性），C端具有LX6LX3LX6L类亮氨酸拉链卷曲螺旋基序，以及甘氨酸
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丙氨酸
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丝氨酸模块（GAS模块）。根据系统发育研究及LBD蛋白功能研究发现，I类LBD蛋白主要参与植株发育过程，而II类基因主要参与代谢过程如花青素和氮代谢相关过程。
[0004]植物分生组织形态大小的建成和维持对于植物形态建成具有重要的作用，而对这一过程的研究仍有欠缺。本研究从转录因子过表达材料中发现，一个MsLBD1基因的过表达能够引起紫花苜蓿株型异常，通过分子生物学手段对该基因的表达、功能及其生物学功能进行研究，进一步为阐明调控机制和LBD家族在植物分生组织形态中行使的作用奠定了良好基础。此外，研究MsLBD1基因在紫花苜蓿生长发育中的作用机制及代谢通路也可为双子叶植物高产优质种质创新提供新的研究思路。现有研究中未见关于紫花苜蓿中MsLBD1基因的克隆、表达及其应用，也未见MsLBD1在紫花苜蓿中对植株生长发育的调控功能的研究。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的在于提供紫花苜蓿侧生器官边界域转录因子MsLBD1、其编码基因及其在调控植物生长发育中的应用。
[0006]本专利技术的技术方案如下：紫花苜蓿侧生器官边界域转录因子MsLBD1在调控植物生长发育中的应用，所述的紫花苜蓿侧生器官边界域转录因子MsLBD1的氨基序列如SEQ ID NO.1所示。
[0007]优选地，紫花苜蓿侧生器官边界域转录因子MsLBD1的基因的CDS的核苷酸序列为如SEQ ID NO.2所示。
[0008]优选地，所述调控植物生长发育包括调控植物的株高、叶片大小和数量。
[0009]上述含有所述编码紫花苜蓿侧生器官边界域转录因子MsLBD1基因的生物材料。
[0010]进一步地，所述的生物材料，包括表达盒、载体、转座子、工程菌、宿主细胞或转基因细胞系。
[0011]本专利技术的另一个目的，保护上述紫花苜蓿侧生器官边界域转录因子MsLBD1或上述生物材料，在调控植物饲用价值中的应用。
[0012]优先地，通过提高侧生器官边界域转录因子MsLBD1的表达，降低了紫花苜蓿中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的含量，提高了紫花苜蓿的饲用价值。
[0013]上述紫花苜蓿侧生器官边界域转录因子MsLBD1或上述生物材料，在构建转基因植物或植物遗传育种中的应用。
[0014]本专利技术还保护一种调控紫花苜蓿生长发育或代谢物质积累的方法，通过调控紫花苜蓿侧生器官边界域转录因子MsLBD1的表达实现。
[0015]本专利技术发现紫花苜蓿侧生器官边界域转录因子MsLBD1的表达水平影响植物体内次生代谢物质的合成，通过过表达MsLBD1可显著提高紫花苜蓿的营养品质，饲用价值以及影响紫花苜蓿的生长发育。通过提高侧生器官边界域转录因子MsLBD1的表达，影响紫花苜蓿生长发育，或者提高紫花苜蓿中粗蛋白、还原性糖积累，减低中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维类物质的含量。
[0016]基于MsLBD1的上述功能，本专利技术提供所述紫花苜蓿侧生器官边界域转录因子MsLBD1或所述编码紫花苜蓿侧生器官边界域转录因子MsLBD1的基因或含有所述基因的生物材料在调控植物生长发育中的应用。
[0017]本专利技术的有益效果本专利技术首次在紫花苜蓿中克隆得到侧生器官边界域转录因子MsLBD1，将MsLBD1基因在紫花苜蓿中过表达，获得过表达MsLBD1基因的转基因紫花苜蓿，并研究了MsLBD1基因在紫花苜蓿中的表达模式及其在调控次生代谢物质的合成，蔗糖和淀粉的合成以及植物生长发育中的作用，并经实验证实了MsLBD1基因对植物粗蛋白、还原性糖、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维类物质以及植物的生长发育具有调控功能。本专利技术为紫花苜蓿高品质新品种的选育以及其他牧草品质育种提供理论基础和新的方法。
附图说明
[0018]图1为本专利技术实施例1中MsLBD1基因克隆的电泳结果图，其中M代表DNA marker，大小为100
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2000bp。
[0019]图2为本专利技术实施例1中MsLBD蛋白的保守域结构分析。
[0020]图3为本专利技术实施例1中紫花苜蓿、鹰嘴豆、大豆、拟南芥、水稻和二穗短柄草LBD蛋白的系统进化树分析。
[0021]图4为本专利技术实施例1中MsLBD1基因组织表达特性分析结果。
[0022]图5为本专利技术实施例1中MsLBD1基因过表达载体构建的重组质粒PCR验证结果图，其中M代表DNA marker，大小为100
‑
2000bp。
[0023]图6为本专利技术实施例2中过表达MsLBD1转基因紫花苜蓿的获得过程。
[0024]图7为本专利技术实施例2中MsLBD1转基因紫花苜蓿的Hpt基因PCR验证结果图。
[0025]图8为本专利技术实施例2中野生型紫花苜蓿与各转基因植株中MsLBD1基因的相对表
达量分析结果，其中WT代表野生型紫花苜蓿，OE
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13、OE
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42、OE
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64、OE
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65、OE
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73、OE
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101、OE
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106、分别代表不同的转基因紫花苜蓿植株。
[0026]图9为本专利技术实施例2中野生型与各转基因紫花苜蓿植株的叶片大小和株高等表型特征，其中，WT代表野生型紫花苜蓿，OE
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64、OE
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65、OE
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101分别代表不同的转基因紫花苜蓿植株。
[0027]图10为本专利技术实施例3中野生型与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.紫花苜蓿侧生器官边界域转录因子MsLBD1在调控植物生长发育中的应用，其特征在于，所述的紫花苜蓿侧生器官边界域转录因子MsLBD1的氨基序列如SEQ ID NO.1所示。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，紫花苜蓿侧生器官边界域转录因子MsLBD1的基因的CDS的核苷酸序列为如SEQ ID NO.2所示。3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述调控植物生长发育包括调控植物的株高、叶片大小和数量。4.一种含有所述编码紫花苜蓿侧生器官边界域转录因子MsLBD1基因的生物材料。5.根据权利要求4所述的生物材料，其特征在于，包括表达盒、载体、转座子、工程菌、宿...

【专利技术属性】
技术研发人员：管聪，王国良，贾春林，马舒，吴波，张京磊，郭本新，张进红，高润，
申请(专利权)人：山东省农业科学院，
类型：发明
国别省市：