马尾松PmAP2/ERF基因及其表达蛋白和应用制造技术

本发明专利技术公开了马尾松PmAP2/ERF基因及其表达蛋白和应用，属于植物基因工程技术领域。本发明专利技术的马尾松PmAP2/ERF基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。本发明专利技术以马尾松幼苗为材料，通过克隆得到马尾松PmAP2/ERF基因，在此基础上构建其植物表达载体pBI121

【技术实现步骤摘要】
马尾松PmAP2/ERF基因及其表达蛋白和应用


[0001]本专利技术属于植物基因工程
，更具体地说，涉及马尾松PmAP2/ERF基因及其表达蛋白和应用。

技术介绍

[0002]干旱环境严重制约植物的生长繁殖。马尾松(Pinus massoniana)是我国环境恶劣地区造林的先锋针叶树种，具有抗旱、抗寒、耐贫瘠等优良特性，抗旱能力的强弱关系到马尾松造林的成败。马尾松在工业用材、林产品加工、森林资源发展及生态服务功能中具不可替代的作用。但马尾松响应干旱的分子机制尚不清楚。因此，从分子水平上挖掘马尾松抗旱基因、揭示其抗旱调控机制，对于提高马尾松对干旱胁迫的耐受性和扩大马尾松栽培范围具有重要意义。
[0003]在植物中，脱落酸介导的信号通路在植物胁迫响应中起着核心作用。当植物缺水时，干旱会引发脱落酸(ABA)的产生。积累的ABA与PYR/PYL/RCAR受体结合形成二聚体，结合蛋白磷酸酶2C(PP2C)。PP2C释放蔗糖非水解蛋白激酶2(SNF1相关蛋白激酶2)，磷酸化相应的转录因子，调控ABA应答基因的表达，引起气孔关闭，提高植物的抗旱性。除了ABA信号转导途径外，赤霉素、茉莉酸、乙烯等植物激素信号转导途径也在植物对干旱胁迫的响应中发挥重要作用。在这些信号转导通路中，转录因子在激活或抑制防御基因的表达中起着关键作用。此外，转录因子还可以调节不同信号通路之间的相互作用，使植物更好地适应逆境环境，提高植物的抗逆性。AP2/ERF转录因子家族的一些成员参与了这些途径。AP2/ERF(APETALA2/ERF)转录因子家族是最大的植物转录因子家族之一，受到研究者的广泛关注。ERF亚家族是AP2/ERF家族中与非生物胁迫密切相关的重要转录因子。目前研究表明，拟南芥ERF1基因可参与JA、ET、ABA信号转导通路，激活抗逆性基因的表达。过表达ERF1的拟南芥显著提高了抗旱性，转基因植株可以通过减少气孔孔径来减少叶片水分流失。DREB亚家族转录因子是一类与非生物胁迫相关的转录因子。DREB亚家族可以特异性结合DRE/CRT顺式作用元件，激活下游抗逆性基因表达，不依赖ABA信号转录途径而提高植物对干旱胁迫的抗性。综上所述，多种代谢途径参与了植物对非生物胁迫的防御。调控相关基因的表达可以提高植物对不利环境的适应性。近年来，对干旱胁迫的分子机制研究较多，但对针叶树干旱胁迫的分子机制研究较少。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的上述问题，本专利技术所要解决的技术问题在于提供马尾松PmAP2/ERF基因；本专利技术所要解决的另一技术问题在于提供马尾松PmAP2/ERF基因的表达蛋白；本专利技术还要解决的技术问题在于提供马尾松PmAP2/ERF基因的应用，用于马尾松育种。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0006]马尾松PmAP2/ERF基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0007]马尾松PmAP2/ERF基因表达的蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。
[0008]含有权利要求1所述的马尾松PmAP2/ERF基因的载体。
[0009]所述的马尾松PmAP2/ERF基因的载体，是植物表达载体。
[0010]所述的植物表达载体是pBI121
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PmAP2/ERF。
[0011]马尾松PmAP2/ERF基因在提高山新杨抗旱性中的应用，包括以下步骤：
[0012]1)构建马尾松PmAP2/ERF基因的植物表达载体；
[0013]2)将所构建的马尾松PmAP2/ERF基因的植物表达载体转化到山新杨中；
[0014]3)培育筛选得到抗旱能力提高的山新杨植株。
[0015]马尾松PmAP2/ERF基因在提高山新杨光合速率中的应用。
[0016]马尾松PmAP2/ERF基因在提高山新杨蒸腾速率中的应用。
[0017]马尾松PmAP2/ERF基因在提高山新杨气孔导度中的应用。
[0018]相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：
[0019]本专利技术以马尾松幼苗为材料，通过克隆得到马尾松PmAP2/ERF基因，在此基础上构建其植物表达载体pBI121
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PmAP2/ERF，转入山新杨叶片中，得到转基因植株。在连续干旱7d后，转基因株系的叶片相对含水量高于野生型株系；随着干旱处理的时间延长，野生型株系的光合速率显著降低，在干旱7d后几乎没有光合活动，转基因株系的净光合速率较野生型相比更高，并在第七天保持在一定水平；干旱胁迫下，野生型株系和转基因株系的蒸腾速率与气孔导度均呈明显下降趋势，但转基因株系的蒸腾速率与气孔导度降低较慢，且后期转基因株系比野生型株系蒸腾速率更高，在干旱处理后期野生型株系蒸腾速率与气孔导度均降至最低点，而转基因株系抗旱能力提高。
附图说明
[0020]图1为马尾松不同器官(幼叶YL、老叶OL、木质部x、幼茎YS、老茎OS和根R)中PmAP2/ERF基因的特异性表达情况图；
[0021]图2为脱水处理下马尾松体内PmAP2/ERF基因转录水平的变化图；
[0022]图3为ABA胁迫下马尾松体内PmAP2/ERF基因转录水平的变化图；
[0023]图4为马尾松PmAP2/ERF蛋白在烟草叶片细胞中的亚细胞定位图；
[0024]图5为转基因杨树DNA的PCR分析图(1：阳性对照、2：阴性对照、3
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7：转基因株系)；
[0025]图6为转基因杨树体内PmAP2/ERF基因的相对表达水平图(2：OE
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2、5：OE
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5、6：OE
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6、8：OE
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8、9：OE
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9、10：OE
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10、11：OE
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11、15：OE
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15)；
[0026]图7为转基因杨树株系(OE)与野生型杨树株系(WT)在干旱胁迫下的叶片形状图；
[0027]图8为转基因杨树株系(OE)与野生型杨树株系(WT)在正常情况和干旱条件下叶片相对含水量对比图；
[0028]图9为转基因杨树株系(OE)与野生型杨树株系(WT)在干旱胁迫下净光合速率持续时间曲线对比图；
[0029]图10为转基因杨树株系(OE)与野生型杨树株系(WT)在干旱胁迫下蒸腾持续时间曲线对比图；
[0030]图11为转基因杨树株系(OE)与野生型杨树株系(WT)在干旱胁迫下气孔导度持续时间曲线对比图
具体实施方式
[0031]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本专利技术进一步进行描述。以下实施例中如无特殊说明，所用的技术手段均为本领域技术人员所熟知的常规手段。
[0032]实施例1
[0033]将马尾松幼苗分别置于轻度干旱(65
±
5％)、中度干旱(50
±
5％)和重度干本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.马尾松PmAP2/ERF基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。2.权利要求1所述的马尾松PmAP2/ERF基因，其表达蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。3.含有权利要求1所述的马尾松PmAP2/ERF基因的载体。4.根据权利要求3所述的马尾松PmAP2/ERF基因的载体，其特征在于，所述的载体是植物表达载体。5.根据权利要求4所述的马尾松PmAP2/ERF基因的载体，其特征在于，所述的植物表达载体是pBI 121
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PmAP2/ERF。6.权利要求1所述的马尾松PmAP2/...

【专利技术属性】
技术研发人员：王登宝，季孔庶，张金凤，姚圣，陈佩珍，镐青青，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：