System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种增强毛白杨的木材抗压性能的方法技术_技高网

一种增强毛白杨的木材抗压性能的方法技术

技术编号:40879543 阅读:3 留言:0更新日期:2024-04-08 16:50
本发明专利技术公开了一种增强毛白杨的木材抗压性能的方法,属于植物生物技术领域,本发明专利技术从毛白杨的Dof家族基因中筛选出与韧皮部发育相关的关键基因Dof14和Dof35,利用新兴的CRISPR‑Cas9技术构建获得木质素含量和茎干抗压能力显著提高的双元敲除株系,Dof14和Dof35的Cas9双元敲除株系的木质素含量和茎干抗压能力方面具有显著的优势,该发明专利技术对于优化木材材性,应用实际生产,适应市场需求有着重要意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及植物生物,具体涉及一种增强毛白杨的木材抗压性能的方法


技术介绍

1、毛白杨是杨柳科杨属的乔木,可高达30米,分布广泛,是中国特有的白杨派乡土树种。毛白杨具有树形挺拔美观、生长迅速、材质优良、适应性强等优点,不仅是农田林网和城乡绿化建设的主栽树种之一,具有较高的生态价值,而且还可作为速生用材林,具有可观的经济价值。毛白杨木材白色,纹理直,纤维含量高,易干燥,易加工,油漆及胶结性能好;可做建筑、家具、箱板及火柴杆、造纸等用材。随着经济社会的发展,人们的生活水平日益提高,对于木材的需求量也日益增大。日益增长的木材需求量与日益缩减的林地资源的矛盾要求我们精准改良木材材性,优化木材资源的利用效率。

2、木质素是由3种苯丙烷单元通过醚键和碳碳键相互连接形成的具有三维网状结构的生物高分子,含有丰富的芳环结构、脂肪族和芳香族羟基以及醌基等活性基团,是植物界中储量仅次于纤维素的第二大生物质资源。木质素是构成植物细胞壁的成分之一,它与纤维素、半纤维素一起,形成植物骨架的主要成分。同时植物的木质部含有大量木质素,使木质部维持极高的硬度以承拓整株植物的重量。木质素填充于纤维素构架中增强植物体的机械强度,利于输导组织的水分运输和抵抗不良外界环境的侵袭。因此,我们希望通过提高毛白杨中木质素的含量来增强茎干的抗压能力,从而增强木材的硬度和机械强度,以适应实际的生产需求。

3、通过定向编辑特定的基因从而改变生物性状,提升种质材料材性更加优良是当下的主流手段。dof家族转录因子在植物的生长发育中发挥着重要的作用,现有的研究已表明dof家族转录因子在调控维管发育方面具有显著的功能,是调控韧皮部发育的关键因子,能促进韧皮部的发育。常见的育种手段有以下三种,传统育种技术要经过若干代的自交杂交或回交才能得到优良株系,周期长,靶向差,而转基因育种技术存在潜在的安全问题,所以目前我们采用当前新兴的crispr-cas9基因编辑育种技术进行种质创制,编辑效率高,操作简单,成本低,能缩短周期,靶向精准,我们希望通过该技术对特定的dof基因进行相应的编辑,削弱甚至破坏韧皮部形成,以促进形成层向木质部方向分化,培育出具有发达木质部,高木质素含量,机械强度和抗压能力强的优良种质材料,目前关于该方向的研究与尝试未见报道。


技术实现思路

1、有鉴于此,本专利技术的目的在于提供一种增强毛白杨的木材抗压性能的方法。

2、为达到上述目的,本专利技术提供如下技术方案:

3、1、一种增强毛白杨的木材抗压性能的方法

4、通过在毛白杨中同时抑制dof家族基因dof14和dof35的表达,从而提高木质素含量,增强木材的抗压性能。

5、本专利技术优选的,所述dof14和dof35的编码区序列如seq id no.3~4所示。

6、本专利技术优选的,所述抑制dof家族基因dof14和dof35的表达的方法为:采用crispr-cas9基因编辑技术,以seq id no.5和seq id no.6所示位点为dof14基因敲除靶点,以seq id no.7和seq id no.8所示位点为dof35基因敲除靶点,构建四靶点的crispr-cas9双基因敲除载体。

7、本专利技术优选的,使用pylcrispr/cas9-dh为载体骨架构建四靶点的crispr-cas9双基因敲除载体。

8、本专利技术优选的,具体步骤为:将所构建成功的crispr-cas9双基因敲除载体利用农杆菌介导的侵染叶盘法转化野生型毛白杨中,经过诱导愈伤、生芽、生根之后,筛选出阳性株系,得到木质素含量提高、木材抗压性能增强的转基因株系。

9、本专利技术的有益效果在于:本专利技术从毛白杨的dof家族基因中筛选出与韧皮部发育相关的关键基因dof14和dof35,利用新兴的crispr-cas9技术构建获得木质素含量和茎干抗压能力显著提高的双元敲除株系,dof14和dof35的cas9双元敲除株系的木质素含量在2月龄幼苗期时可达到471.744mg/g,茎干抗压能力最高可达74n,而野生型毛白杨中木质素平均含量大概为370.406mg/g,茎干抗压能力平均为53n,dof14和dof35的cas9双元敲除株系在木质素含量和茎干抗压能力方面具有显著的优势。该专利技术对于优化木材材性,应用实际生产,适应市场需求有着重要意义。

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【技术保护点】

1.一种增强毛白杨的木材抗压性能的方法,其特征在于,通过在毛白杨中同时抑制Dof家族基因Dof14和Dof35的表达,从而提高木质素含量,增强木材的抗压性能。

2.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述Dof14和Dof35的编码区序列如SEQ IDNo.3~4所示。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述抑制Dof家族基因Dof14和Dof35的表达的方法为:采用CRISPR-Cas9基因编辑技术,以SEQ ID No.5和SEQ ID No.6所示位点为Dof14基因敲除靶点,以SEQ ID No.7和SEQ ID No.8所示位点为Dof35基因敲除靶点,构建四靶点的CRISPR-Cas9双基因敲除载体。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,使用pYLCRISPR/Cas9-DH为载体骨架构建四靶点的CRISPR-Cas9双基因敲除载体。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,具体步骤为:将所构建成功的CRISPR-Cas9双基因敲除载体利用农杆菌介导的侵染叶盘法转入野生型毛白杨中,经过诱导愈伤、生芽、生根之后,筛选出阳性株系,得到木质素含量提高、木材抗压性能增强的转基因株系。

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【技术特征摘要】

1.一种增强毛白杨的木材抗压性能的方法,其特征在于,通过在毛白杨中同时抑制dof家族基因dof14和dof35的表达,从而提高木质素含量,增强木材的抗压性能。

2.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述dof14和dof35的编码区序列如seq idno.3~4所示。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述抑制dof家族基因dof14和dof35的表达的方法为:采用crispr-cas9基因编辑技术,以seq id no.5和seq id no.6所示位点为dof14基因敲除靶点,以seq i...

【专利技术属性】
技术研发人员:付小康刘诗雨许长征罗克明
申请(专利权)人:西部重庆科学城种质创制大科学中心
类型:发明
国别省市:

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