84K制造技术

本发明专利技术公开

【技术实现步骤摘要】
84K杨树PagGRF20基因及其用途


[0001]本专利技术涉及基因工程
，具体涉及
84K
杨树
PagGRF20
基因及其在调控植株生长表型方面的用途
。

技术介绍

[0002]84K
杨
(Populus alba x Populus glandulosa)
也称为银白杨
X
腺毛杨，是韩国培育成功的一个著名白杨派杂种无性系树体高大挺拔
、
树形优美
、
树干光滑，皮青灰色，叶片圆，正面深绿色，背面密被白绒毛，后逐渐脱落
。84K
杨具备插条育苗成活率高
、
根系发达
、
生根容易
、
苗期与幼树生长快
、
材质好
、
抗风能力及抗性强
、
适应性广
、
抗逆性较强等多种优良特性，不仅是优良的造林树种，还是优美的城市绿化树种
。
[0003]利用现代生物技术手段对林木生长与材性进行改良，是突破林木育种中的限制因素加快速生优质林木培育步伐的一条有力途径
。
目前，借助分子生物学
、
基因组学
、
遗传学等现代生物学研究手段挖掘调控木材形成的关键因子并对其分子机制开展系统的基础研究，在其基础上对林木进行定向分子遗传改良，为林木材性改良提供可能
(Zhao et al.
，
2013r/>；
Lu et al.
，
2013)。
杨树是研究木本植物的模式树种，加强木材形成的分子机制研究，尤其是次生生长的分子机制，可以为林木育种提供有效的理论指导和技术支撑，有助于借助分子设计手段大幅提高速生
、
优质育种的效率，发展和形成高效的分子设计育种体系
。
[0004]生长调节因子
(GROWTH
‑
REGULATING FACTOR
，
GRF)
是一类植物特有的转录因子，对植物的生长发育具有重要的调控作用
(Kim and Tsukaya
，
2015
；
Omidbakhshfard et al.
，
2015)。GRF
家族作为植物特异的转录因子家族，最早在水稻
(Oryza sativa)
研究中被发现：当研究人员用赤霉素处理水稻后，
OsGRF1
的表达量短时间内显著上调
(van der Knaap et al.
，
2000)
，因其可能是生长发育调节的关键因子，将其命名为生长调节因子
。
[0005]GRF
是一个大的基因家族，其蛋白高度保守，尤其
N
端区域，含有
GRF
蛋白家族的特有结构域
Glu
‑
Leu
‑
Glu(QLQ
，谷氨酰胺，亮氨酸，谷氨酰胺，
IPR014978)
和
Trp
‑
Arg
‑
Cys(WRC
，色氨酸，精氨酸，半胱氨酸，
IPR014977)
两个结构域
。QLQ
结构域与酵母
SWI2/SNF2
蛋白的
N
端类似，被认为参与蛋白与蛋白间的互作
(Horiguchi et al.
，
2005)。WRC
结构域包含一个核定位信号序列和一个典型的锌指结合位点，该位点类似于
Cys
‑
Cys
‑
Cys
‑
His
，参与
DNA
结合
(Kim et al.
，
2012)
，另外，基因组分析显示，
GRFs
是
miR396
的靶标
(Debernardi et al.
，
2012)。
杨树
PpnGRF5
可以通过促进细胞分裂以及细胞膨大增大叶片面积，并激活次生木质部发育重要调控因子
PagXND1a
实现对次生木质部发育的调控，影响木材形成
(Wu et al.
，
2021)
；毛白杨
PtoTCP20
‑
miR396d
‑
PtoGRF15
级联信号能促进次生维管发育，并提高木质化水平，在毛白杨维管组织发育中具有重要的调控作用
(Wang et al.
，
2023)。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种从
84K
杨树
(Populus alba x Populus glandulosa)
中克隆得到的参与生长发育过程响应的基因，将其应用到杨树的育种和生产实践中
。
[0007]为实现上述目的，本专利技术基于转录组和基因家族分析结果鉴定到一个参与杨树生长发育过程密切相关的基因，以
84K
杨树
cDNA
为材料克隆了该基因全长
CDS
序列，相应核苷酸序列如
SEQ1
所示，并将其命名为
PagGRF20。
[0008]本专利技术提供了一种表达载体，包括所述的
PagGRF20
基因
。
[0009]本专利技术还提供了一种重组菌，包括所述的
PagGRF20
基因或所述的表达载体
。
[0010]本专利技术还提供了一种所述的
PagGRF20
基因
、
所述的转录因子
、
所述的表达载体或所述的宿主在调控植物生长发育中的应用
。
[0011]PagGRF20
基因
CDS
全长
1026bp
，编码的蛋白质由
342
个氨基酸残基组成，氨基酸序列如
SEQ2
所示
。
该蛋白分子量为
38.15KDa
，等电点为
8.86。
[0012]将
PagGRF20
氨基酸序列通过
Interpro
网站的功能域预测和分析，显示该蛋白含
WRC
和
QLQ
结构域
。
表达模式分析：通过荧光定量
PCR
技术分析，
PagGRF20
在叶片和茎中表达量相对较高
。
[0013]进一步的，本专利技术利用农杆菌转化法验证
PagGRF20
基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.84K
杨树
PagGRF20
基因，其特征在于，该基因的
CDS
区核苷酸序列如
SEQ1
所示
。2.84K
杨树
PagGRF20
基因编码的蛋白质，其特征在于，其氨基酸序列如
SEQ2
所示
。3.CDS
区核苷酸序列如
SEQ1
所示的
PagGRF20
基因或与
SEQ1
所示序列具有至少
70
％同源性且编码的蛋白在功能上等价的同源基因在调控林木生长发育表型中的作用
。4.
如权利要求3所述的应用，其特征在于，所述应用为：利用生物技术手段过表达杨树
PagGRF20
基因或同源基因功能，进而抑制株高
、
根长
、
和叶片大小等生长发育表型
。5.
如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢剑波，王彤，王昊飞，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：