【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于基因工程，更具体地说，涉及一种提高植物光合效率的方法。
技术介绍
1、鹅掌楸属(liriodendron)，隶属木兰科(magnoliaceae)鹅掌楸亚科(liriodendroidae)，该属植物最早出现在距今6500万年前的白垩纪。经过漫长的生物演化历程，现仅存两个种，分别是分布于中国南部和越南北部的鹅掌楸(liriodendronchinense)以及北美东部地区的北美鹅掌楸(liriodendron tulipifera)。这两种植物在形态学特征和物候特性上有着诸多相似之处。在20世纪60年代，南京林业大学的叶培忠教授培育出了具有显著杂种优势的杂交鹅掌楸。
2、glk(golden2-like)基因最早是在20世纪对玉米突变体研究中发现并命名的，仅在植物中发现。glks属于garp超基因家族，以玉米golden2基因、拟南芥arrb类基因和衣藻psr1命名。除了上述调节叶绿体生物发生的功能外，其他研究表明glks还参与生物或非生物胁迫和叶片衰老。根据进化分析结果，glks基因在陆地植物进化之前就已经存在。典型的glk蛋白结构具有两个保守结构域：n-末端dna结合结构域(dbd)和c-末端gct盒。dna结合结构域负责与下游靶基因的结合，dbd结构域足以促进酵母反式激活试验中的报告基因转录。gct-box可能在玉米g2和zmglk1蛋白的同源和异二聚化中发挥作用，这两种蛋白可能都是在体内发挥其功能所必需的。glks蛋白在不同物种的两个结构域中高度保守。
3、随着对农业和林业要求的不断
技术实现思路
1、针对现有技术存在的上述问题，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种提高植物光合效率的方法，用于改善植物的光合特性。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种提高植物光合效率的方法，在植物中过表达杂交鹅掌楸lhglk1基因或lhglk2基因，培育筛选并获得光合效率提高的转基因植株。
4、所述杂交鹅掌楸lhglk1基因，其核苷酸序列如seq id no.1所示；所述杂交鹅掌楸lhglk2基因，其核苷酸序列如seq id no.3所示。
5、提高植物光合效率的方法，具体步骤包括：
6、1)构建杂交鹅掌楸lhglk1基因或lhglk2基因的表达载体；
7、2)将构建的杂交鹅掌楸lhglk1基因或lhglk2基因的表达载体转化到植物中；
8、3)培育筛选并获得光合效率提高的转基因植株。
9、所述表达载体为植物表达载体。
10、所述植物表达载体为121lhglk1或121lhglk2。
11、所述提高植物光合效率为促进植物体内叶绿素a、叶绿素b以及总叶绿素含量显著升高、促进植物实际光化学效率、非光化学淬灭、光化学淬灭显著提升。
12、一种促进植物非绿色组织中叶绿体异位合成的方法，在植物中过表达杂交鹅掌楸lhglk1基因或lhglk2基因，培育筛选并获得非绿色组织中叶绿体异位合成的转基因植株。
13、一种促进植物延迟开花的方法，在植物中过表达杂交鹅掌楸lhglk1基因或lhglk2基因，培育筛选并获得延迟开花的转基因植株。
14、一种促进植物莲座叶数量增多的方法，在植物中过表达杂交鹅掌楸lhglk1基因或lhglk2基因，培育筛选并获得莲座叶数量增多的转基因植株。
15、一种促进光合作用相关基因表达量增加的方法，在植物中过表达杂交鹅掌楸lhglk1基因或lhglk2基因，培育筛选并获得光合作用相关基因表达量增加的转基因植株；所述光合作用相关基因为hema1、lhca1以及lhcb3基因。
16、相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：
17、1)本专利技术公开的一种提高植物光合效率的方法，在植物中过表达杂交鹅掌楸lhglk1基因或lhglk2基因，培育筛选并获得光合效率提高的转基因植株。杂交鹅掌楸lhglk1或lhglk2基因，其核苷酸序列分别如seq id no.1和seq id no.3所示。本专利技术构建杂交鹅掌楸lhglk1或lhglk2基因的表达载体；将构建的表达载体转化到拟南芥中；培育筛选并获得光合效率提高，非绿色组织中叶绿体异位合成，延迟开花，莲座叶数量显著增多，hema1、lhca1以及lhcb3基因的表达量上调的转基因拟南芥植株。
18、2)本专利技术转基因拟南芥植株与野生型和空载拟南芥株系相比，lhglk1过表达株系的叶片呈现深绿色。lhglk1过表达的3个株系与野生型和空载相比均有显著性差异。
19、3)本专利技术lhglk1过表达的拟南芥株系叶片中的叶绿素a、叶绿素b以及总叶绿素含量均显著高于野生型和空载。
20、4)本专利技术在荧光显微镜668nm波长的激发光下，wt和空载的根部没有任何叶绿素自发荧光的信号，这证明该部位没有叶绿素以及叶绿体的存在。而在lhglk1过表达株系中，可见明显的叶绿素荧光信号集中分布于维管组织中央以及周围，叶绿体的轮廓也清晰可见。在所有株系花瓣的基部，都具有叶绿素自发荧光的信号。wt与空载的叶绿素自发荧光信号在花瓣叶片中部和上部均不存在；而lhglk1过表达株系的花瓣中，叶绿素自发荧光的信号会随着维管组织向上的延伸而延伸到花瓣的中部和顶部。结果表明，杂交鹅掌楸lhglk1基因过表达引起拟南芥根和花瓣等非绿色组织中叶绿体的异位合成。
21、5)本专利技术lhglk1过表达株系的光系统ii实际光化学效率(φpsⅱ)，非光化学淬灭(npq和qn)以及光化学淬灭(qp和ql)相比野生型和空载都得到了显著提升，其中φpsⅱ反映的是叶片用于光化学反应占所吸收的光能的比例；而npq和qn可以衡量植物的光保护能力。
22、6)本专利技术lhglk1过表达株系与野生型和空载相比，开花时间延迟了2-6天。过表达oe-6和oe-7拟南芥株系的莲座叶数量显著多于野生型和空载植株。所有过表达株系的地上部分生物量积累均显著高于野生型和空载植株。
23、7)本专利技术lhglk1过表达株系的根中，其下游hema1、lhca1以及lhcb3基因的表达量均被上调。
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1.一种提高植物光合效率的方法，其特征在于，在植物中过表达杂交鹅掌楸LhGLK1基因或LhGLK2基因，培育筛选并获得光合效率提高的转基因植株。
2.根据权利要求1所述的提高植物光合效率的方法，其特征在于，所述杂交鹅掌楸LhGLK1基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示；所述杂交鹅掌楸LhGLK2基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示。
3.根据权利要求1所述的提高植物光合效率的方法，其特征在于，具体步骤包括：
4.根据权利要求3所述的提高植物光合效率的方法，其特征在于，所述表达载体为植物表达载体。
5.根据权利要求4所述的提高植物光合效率的方法，其特征在于，所述植物表达载体为121LhGLK1或121LhGLK2。
6.根据权利要求1所述的提高植物光合效率的方法，其特征在于，所述提高植物光合效率为促进植物体内叶绿素a、叶绿素b以及总叶绿素含量显著升高、促进植物实际光化学效率、非光化学淬灭、光化学淬灭显著提升。
7.一种促进植物非绿色组织中叶绿体异位合成的方法，其特征在于，在植物中过表达杂交鹅
8.一种促进植物延迟开花的方法，其特征在于，在植物中过表达杂交鹅掌楸LhGLK1基因或LhGLK2基因，培育筛选并获得延迟开花的转基因植株。
9.一种促进植物莲座叶数量增多的方法，其特征在于，在植物中过表达杂交鹅掌楸LhGLK1基因或LhGLK2基因，培育筛选并获得莲座叶数量增多的转基因植株。
10.一种促进光合作用相关基因表达量增加的方法，其特征在于，在植物中过表达杂交鹅掌楸LhGLK1基因或LhGLK2基因，培育筛选并获得光合作用相关基因表达量增加的转基因植株；所述光合作用相关基因为HEMA1、LHCA1以及LHCB3基因。
...【技术特征摘要】
1.一种提高植物光合效率的方法，其特征在于，在植物中过表达杂交鹅掌楸lhglk1基因或lhglk2基因，培育筛选并获得光合效率提高的转基因植株。
2.根据权利要求1所述的提高植物光合效率的方法，其特征在于，所述杂交鹅掌楸lhglk1基因，其核苷酸序列如seq id no.1所示；所述杂交鹅掌楸lhglk2基因，其核苷酸序列如seq id no.3所示。
3.根据权利要求1所述的提高植物光合效率的方法，其特征在于，具体步骤包括：
4.根据权利要求3所述的提高植物光合效率的方法，其特征在于，所述表达载体为植物表达载体。
5.根据权利要求4所述的提高植物光合效率的方法，其特征在于，所述植物表达载体为121lhglk1或121lhglk2。
6.根据权利要求1所述的提高植物光合效率的方法，其特征在于，所述提高植物光合效率为促进植物体内叶绿素a、叶绿素b以及总叶绿素含量...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈金慧，曲浩贤，胡凌峰，梁爽，施季森，成铁龙，鲁路，陆叶，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：
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