[发明专利]一种调控杨树叶型发育基因及其应用

说明书

本发明涉及一种调控杨树叶型发育基因及其应用，属于植物基因工程和生物技术领域；调控杨树叶型发育基因PagKNAT2/6b的核苷酸序列如序列表中的序列1所示；PagKNAT2/6b的表达蛋白的氨基酸序列如序列表中序列2所示。本发明通过将PagKNAT2/6b基因转入84k杨，过量表达PagKNAT2/6b的转基因杨树与野生型比较，出现明显的卷曲、褶皱的叶型，说明PagKNAT2/6b基因是调控杨树叶片发育的关键，在林木基因工程领域和无性系林业领域有重要应用价值。

技术领域

本发明涉及一种调控杨树叶片发育的转录因子及其应用，尤其涉及一种调控杨树叶型发育基因及其应用，属于植物基因工程和生物技术领域。

背景技术

杨树作为一种在世界范围广泛分布的经济树种，凭借其生长迅速、繁殖容易、木材用途广、适应性强的特点，成为我国最为著名的速生用材林和绿化树种，其栽培繁育工作历来受到重视。

近年来随着杨树基因组测序工作的完成，分子生物学技术也逐渐应用于杨树的遗传改良工作中。杨树品种繁多、枝繁叶茂、秋天落叶晚，使得其成为重要的行道树之一。树木冠型、花色、叶型、叶色及叶色的季节性变化等观赏特性成为城市绿化树种选择的重要指标。

中华红叶杨凭借其叶片颜色紫红鲜艳，成为一种绿化观赏与用材共用的新品种，随着城市、园林、道路绿化建设力度的加大，优良叶型速生杨的新品种选育工作成为城市园林绿化、城乡四旁绿化、通道绿化树种培育的重中之重。

植物叶片发育是植物枝条系统发育的关键，林木叶型、叶色及叶色的季节性变化等具有不同的视觉效果，可形成不同的视觉景观，在庭院观赏、园艺配置、巷道绿化中具有不同的审美价值。

近十几年来，以模式植物拟南芥为材料，植物叶片发育的机理研究取得了较大的进展，从而对林木的育种改良提供了许多有益的启发。叶片发育起始于顶端分生组织(SAM)，而拟南芥I类KNOX基因通过调控茎尖分生组织的活性，进而影响侧生器官特别是叶片原基的形成和发育，其过量表达会使转基因植株叶片的形态发生明显变化。从而，研究I类KNOX 基因与叶片发育的关系，对于具有观赏价值和景观生态价值的杨树新品种的培育及生产均具有重要的价值和意义。

已有研究证明，拟南芥、玉米和烟草叶片形成过程中，KNOX基因异常表达，可调控叶原基母细胞的分裂、分化能力，导致叶片表型变异，说明KNOX基因与复杂叶形的产生有关。植物KNOX基因家族被分为两个亚类：I类KNOX基因和II类KNOX基因，拟南芥中I 类KNOX基因包含4个成员，分别是：SHOOTMERISTEMLESS(STM)、BREVIPEDICELLUS (BP)、KNOTTED-like from Arabidopsis thaliana 2(KNAT2)以及KNAT6。I类KNOX基因在植物分生组织建成及功能维持中起关键作用，是植物分生组织启动和器官发生的重要调控因子。但目前杨树中仅完成了对拟南STM、BP同源基因ARBORKNOX1(ARK1)、 ARBORKNOX2(ARK2)功能的初步研究，认为它们参与调控木本植物形成层的分化，而杨树中I类KNOX基因其他成员的功能尚不清楚。杨树I类KNOX基因(KNOX1在杨树中的同源基因)遗传转化烟草、矮牵牛、香石竹、鸡冠花等花卉植物，均在叶型等形态上表现出一系列新颖奇特的观赏叶型。

目前在木本植物中，叶型发育的新品种培育鲜有报道。因此，利用木本植物为研究对象，结合分子生物学和基因工程技术，解析杨树PagKNAT2/6b调控叶型发育，以及通过分子育种增加杨树叶型多样性，培育杨树绿化新品种具有重要意义。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的主要目的是提供一种调控杨树叶型发育的基因PagKNAT2/6b。

一种调控杨树叶型发育基因，命名为PagKNAT2/6b基因，其核苷酸序列如序列表中的序列1所示。

本发明的另一目的是提供一种调控杨树叶型发育基因的表达蛋白。