[发明专利]特异调控单宁合成的转录因子PtoMYB115及其用途

说明书

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体涉及特异调控单宁合成的转录因子PtoMYB115及其用途。

背景技术

杨树(Populus spp.)是世界范围内种植最为广泛的一种速生树木。在理想条件下，杨树大约4年即可成材，具有适应性强、繁殖速度快、容易杂交、容易改良遗传性、容易无性繁殖等特点，是重要的建筑用材和造纸原料，同时还可作为可再生能源的原料。毛果杨的基因组测序已经于2006年完成(Tuskan et al.,2006)，被看作是木本转基因植物的模式植物，广泛的运用于林木树种的遗传转化研究。毛白杨(Populus tomentosa)为杨柳科，是我国特有的树种，以黄河流域中、下游为中心分布区(张勇等，2006)。

在自然环境中，杨树常常作为温带系统中的关键物种，他们与多样化的害虫,病原体或共生体相互作用相互影响。杨树受多种病害的侵害且危害严重，主要包括：黑斑病、叶锈病、溃疡病、根癌病和紫根腐病(黄烈健等，2003)。我国杨树人工林面积已超1亿亩，居世界之首。但由于杨树易感染病虫害，导致工程成果难以巩固，甚至失败。使用遗传和分子方法对草本植物与病原菌的相互作用进行了广泛的调查研究，但相比之下，我们关于树种对病原体的防御机制的认识在很大程度上仍然是不完整的(Miranda et al.,2007)。

原花青素(PAs),也被称为浓缩单宁,是多酚类化合物通过类黄酮生物合成途径合成。单宁存在于多种植物中，在抵御食草动物和病原体侵害中起重要作用，尤其在受到昆虫取食、机械伤害、病原体感染后单宁合成含量将明显上升。杨树在受到真菌病侵染后快速强烈系统的激活单宁合成途径说明了单宁对真菌病害的侵染具有防御能力(M ellway et al.,2007)。

通过植物分子学与基因工程研究，单宁合成途径受到多个转录因子的转录调控。其中一大类MYB转录因子，是植物转录因子中最大的家族之一，以含有保守的MYB结构域为共同特征(R1/R2-MYB、R2R3-MYB、R1R2R3-MYB)，含有两个MYB结构域的R2R3-MYB成员最多，广泛参与植物次生代谢调控、细胞的形态发生、胁迫应答、细胞周期控制及分生组织形成等(Bedon et al.,2010)。目前，拟南芥中已经发现130个MYB转录因子，而杨树中有至少存在192个MYB转录因子。近年来，R2R3-MYB在植物环境胁迫中的作用引起了越来越广泛的关注，在植物防卫反应和逆境胁迫应答过程中扮演着非常重要的角色。植物的这种应答反应是一个涉及多个基因、多种信号途径、多种基因产物的复杂过程。转录调控在植物对环境胁迫的应答反应中起着承上启下的作用。类黄酮化合物例如单宁的积累是植物应答逆境胁迫的一个重要特性，MYB转录因子已被证实广泛的参与类黄酮代谢途径的调控(Akagi et al.,2009)。利用MYB转录因子调控植物体内类黄酮的含量以增强植物对病原菌的抗性，已成为近年来研究植物抗病基因工程的又一新热点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为提高植物抗性提供一种新选择。

本发明的技术方案是转录因子PtoMYB115，具有如SEQ ID No.2所示的氨基酸序列。

具体的，编码所述转录因子的基因具有如SEQ ID No.1所示的核苷酸序列。

本发明还提供了含有所述转录因子PtoMYB115的表达载体。

具体的，所述的表达载体为超量表达转录因子PtoMYB115的植物表达载体。

具体的，所述的植物表达载体具有如SEQ ID No.3所示的核苷酸序列.

本发明还提供了含有所述表达载体的宿主。

具体的，所述的宿主为农杆菌。

本发明还提供了所述转录因子在改良毛白杨溃疡病抗性中的用途。

本发明还提供了所述表达载体在改良毛白杨溃疡病抗性中的用途。

本发明还提供了所述宿主在改良毛白杨溃疡病抗性中的用途。

本发明的有益效果：本发明提供的转录因子通过在转录水平调控毛白杨单宁含量，提高而提高了植株的抗病能力，为获得具有高抗病能力的优质杨树品种提供了新方法。具体涉及发现在毛白杨中一个特异调控单宁合成的转录因子PtoMYB115。在毛白杨中通过超表达转录因子PtoMYB115，在转录水平调控多个跟单宁合成相关的关键酶基因，进而调控单宁含量显著上升，并且对比野生型毛白杨，转基因毛白杨抵抗溃疡病侵害的能力显著提高。本发明为世界范围内广泛栽培的重要造林树种杨树的抗性培育提供新的改良方法。