[发明专利]一种山新杨PdbGRF1基因及其应用在审

专利信息
申请号: 202210943431.6 申请日: 2022-08-08
公开(公告)号: CN115747225A 公开(公告)日: 2023-03-07
发明(设计)人: 高彩球;刘中原;韩雅婷;王春瑶;李京航;徐瑞廷;樊滢博 申请(专利权)人: 东北林业大学
主分类号: C12N15/29 分类号: C12N15/29;C12N15/82;C07K14/415;A01H5/00;A01H6/00;A01H6/20;A01H6/82
代理公司: 哈尔滨市晨晟知识产权代理有限公司 23219 代理人: 刘坤
地址: 150040 黑龙*** 国省代码: 黑龙江;23
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摘要:
搜索关键词: 一种 山新杨 pdbgrf1 基因 及其 应用
【说明书】:

发明涉及一种山新杨PdbGRF1基因及其应用,属于植物基因工程育种技术领域。为解决现有技术无法将山新杨的GRF转录因子应用于耐盐木本植物的培育的问题,本发明提供了一种山新杨PdbGRF1基因,其基因的cDNA序列如SEQ ID No:1所示。本发明提供的山新杨PdbGRF1基因可用于提高植物耐盐性或选育耐盐转基因植物。构建山新杨PdbGRF1基因的过表达载体,通过农杆菌介导法获得稳定转化的山新杨过表达PdbGRF1株系,通过盐胁迫下表型及相关生理指标测定结果证实,过表达PdbGRF1基因明显提高了山新杨的耐盐能力,因此将山新杨PdbGRF1基因用于选育耐盐转基因植物具有非常重要的应用前景。

技术领域

本发明属于植物基因工程育种技术领域,尤其涉及一种山新杨PdbGRF1基因及其应用。

背景技术

植物为了适应逆境胁迫,进化出了由多基因参与的多种代谢途径和调控机制。其中,转录因子能够与功能基因启动子区域中的顺式作用元件发生特异性结合调控多个功能基因的表达,从而参与植物对逆境胁迫的响应。GRF(growth regulating factor)作为植物体内的一类独有转录因子,其蛋白N端包含QLQ,即Glu-Leu-Glu:谷氨酰胺,亮氨酸和谷氨酰胺,和WRC,即Trp-Arg-Cys:色氨酸,精氨酸和半胱氨酸两个保守结构域。QLQ结构域与酵母中SWI2/SNF2蛋白的N端区域极为相似,这一区域可结合SNF11形成染色质重塑复合物。随着研究的不断深入,发现QLQ结构域可以与GRF互作因子(GIF)的SNH结构域相互作用,从而行使转录激活功能。WRC结构域由一个功能性核定位信号区和一个能与DNA结合的锌指结构组成,该位点类似于Cys-Cys-Cys-His,参与DNA结合。GRF蛋白序列C端则是富含酸性氨基酸的转录激活域。由于蛋白与蛋白之间互作、识别及结合DNA的过程具有灵活多变的特性,故其作用机制多样。

已有研究表明GRF蛋白在植物中参与很多生理和生化过程,如调节叶片发育,叶片大小,根生长等等。如,拟南芥中,AtGRF1、AtGRF2和AtGRF3等基因的过表达会引起一系列生长表型的变化,尤其能促进拟南芥叶片和子叶的生长。在拟南芥中,AtGRF5能与AtGIF1形成大分子复合物通过促进和/或维持叶原基的细胞增殖活性而形成适当的叶片大小和形状;在杨树中PpnGRF5与PpnGIFs蛋白形成功能复合体通过抑制下游PpnCKX1基因的表达,导致细胞分裂素的积累,增强了顶芽和幼叶细胞分裂与扩张,进而提高杨树叶片的生长和扩展。

同时,也发现GRF蛋白参与了多种防御反应和胁迫反应。拟南芥中GRF基因的表达可通过被miR396调控,来抵抗高盐、干旱、低温和UV-B辐射的伤害。番茄中,SlGRF基因的表达不仅能在高盐、干旱、高温和低温处理下被显著诱导,还能在赤霉素、脱落酸和茉莉酸处理下显著上调,表明SlGRF可能参与植物随非生物胁迫的响应。

随着研究的不断深入,发现GRF蛋白的功能越来越多,在不同的物种甚至同一物种中,结构相似的GRF蛋白在调控方式和功能上也可能存在显著的差异。如在拟南芥中,AtGRF5除了能与AtGIF1形成大分子复合物通过促进和/或维持叶原基的细胞增殖活性正向调控叶片的大小;还能与DELLA互作通过GA通路,调控植物的叶片生长和根的伸长、发育进而参与寒冷刺激响应。此外与AtGRF5蛋白结构相似的小麦GRF4能与GIF1形成融合蛋白,从而极大增强小麦的再生效率和速度。

山新杨(Populus davidiana×P.bolleana)为以山杨为母本,新疆杨为父本的杂交子代,具有树干通直,树姿秀丽整洁美观,生长速度快,不飞絮等优良特点。目前对山新杨的GRF转录因子的耐盐功能了解较少,尚未得到其耐盐机理,因此还无法将其应用于培育耐盐能力优良的木本植物。

发明内容

为解决现有技术无法将山新杨的GRF转录因子应用于耐盐木本植物的培育的问题,本发明提供了一种山新杨PdbGRF1基因及其应用。

本发明的技术方案:

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