【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于植物基因工程领域，涉及一种用闽楠β-石竹烯合成酶基因改善拟南芥性状的方法。
技术介绍
1、闽楠(phoebe bournei)是樟科楠属常绿乔木，主要分布在我国福建、江西、湖南、广西、贵州、浙江南部等降雨量充沛的亚热带丘陵地带。闽楠树干通直，纹路致密，具有独特的芳香气味，是我国特有的家具用材和园林景观树种，具有良好的经济效益和艺术价值。然而，由于大量无序采伐、生产环境破坏和自然更新能力弱，闽楠天然种群分布范围逐步收缩，自然资源面临枯竭危险，已被列为国家二级濒危植物。因此，闽楠遗传资源保护和种质资源利用是亟待推进的工作。
2、萜类物质是植物次生代谢产物中占比最多的物质，最早出现在植物从藻类演化至苔藓植物的过程中，包括单萜、倍半萜、二萜等许多种类。闽楠挥发性次生代谢物主要以倍半萜为主。萜类物质已被证明在植物生长发育过程中起到广泛且普适的调控作用，包括调节昼夜节律、抵御生物与非生物胁迫、产生化感效应等。石竹烯是一种广泛存在于植物和真菌中的挥发性倍半萜。石竹烯被植物接收后会在不同的信号传导途径中发挥作用，然而石竹烯调控植物生长发育和胁迫响应的作用机制并不清楚。
3、萜烯合成酶(terpene synthase，tps)是萜类合成的关键催化酶，闽楠中的石竹烯是闽楠石竹烯合成酶的直接催化产物。鉴定闽楠石竹烯合成酶基因，并利用其进行基因工程操作，提高植物石竹烯合成，改善植物生长和抗逆特性，这可以为优良新品种创制提供重要的基因资源和理论支持，但尚未见到相应报道。
技术实现思路b>
1、为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术通过在拟南芥中高表达闽楠β-石竹烯合成酶基因(闽楠tpsa21基因，pbtpsa21)，发现tpsa21基因可影响种子萌发和根伸长等生长发育表型，为闽楠精准育种提供理论基础和技术参考。
2、本专利技术针对闽楠种子萌发率低、生长缓慢、抗逆性弱等问题，对调控闽楠生长发育的关键基因进行基因工程操作，发现高表达目的基因的拟南芥生长发育明显改善，这为通过分子育种培育优良闽楠新品种提供坚实理论基础。
3、本专利技术第一方面提供了一种改善拟南芥性状的方法，所述方法为：通过基因工程手段，使闽楠β-石竹烯合成酶基因在拟南芥中高表达；
4、所述改善拟南芥性状包括：
5、增强拟南芥长势；
6、促进拟南芥种子萌发；
7、促进拟南芥根生长；
8、增加拟南芥生物量；
9、增加拟南芥中ga3、sa和iaa的含量；
10、提高拟南芥eda39基因和prr5基因表达量；
11、降低拟南芥erf109基因和wrky40基因表达量；
12、降低活性氧对拟南芥的损伤；
13、改善拟南芥抗渗透胁迫能力。
14、在一些实施方式中，所述方法包括如下步骤：
15、s1：把所述闽楠β-石竹烯合成酶基因的编码序列转入表达载体，得到含有所述闽楠β-石竹烯合成酶基因的重组载体；
16、s2：用含有所述闽楠β-石竹烯合成酶基因的重组载体转化农杆菌，得到含有所述闽楠β-石竹烯合成酶基因的重组农杆菌；
17、s3：用含有所述闽楠β-石竹烯合成酶基因的重组农杆菌侵染拟南芥花序，得到被侵染的t0代拟南芥种子。
18、在一些实施方式中，所述方法还包括如下步骤：
19、s4：将所述t0代拟南芥种子进行传代培养，筛选得到纯合转基因拟南芥种子。
20、在一些实施方式中，所述方法选自如下情况c1、c2、c3、c4和c5中的任一种或其组合；
21、c1：在s1中，所述表达载体的骨架为pcambia1301载体；
22、c2：在s2中，所述农杆菌为农杆菌gv3101；
23、c3：在s3中，所述农杆菌的重悬液为含有4-6g/l氯化钠，8-12g/l蛋白胨，4-6g/l酵母粉，30-60g/l蔗糖和1.5-5ml/l silwet l-77的水溶液；
24、c4：所述闽楠β-石竹烯合成酶基因所编码的蛋白氨基酸序列如seq id no.2所示；
25、c5：所述拟南芥的品种为columbia-0。
26、在一些实施方式中，在s4中，在s4中，将所述t0代拟南芥种子逐粒进行筛选与培养，对所有所述闽楠β-石竹烯合成酶基因阳性t1代植株的种子单独收获并对t1、t2代种子进行筛选，直至获得不出现所述闽楠β-石竹烯合成酶基因分离表型的植株种子，鉴定其为所述闽楠β-石竹烯合成酶基因转基因纯合子。本专利技术第二方面提供了一种生物材料在制备用于改善拟南芥性状的拟南芥育种的制剂中的用途；
27、所述改善拟南芥性状包括：
28、增强拟南芥长势；
29、促进拟南芥种子萌发；
30、促进拟南芥根生长；
31、增加拟南芥生物量；
32、增加拟南芥中ga3、sa和iaa的含量；
33、提高拟南芥eda39基因和prr5基因表达量；
34、降低拟南芥erf109基因和wrky40基因表达量；
35、降低活性氧对拟南芥的损伤；
36、改善拟南芥抗渗透胁迫能力；
37、所述生物材料选自如下p1、p2、p3、p4、p5、p6、p7和p8中的任一种：
38、p1：蛋白
39、所述蛋白为闽楠β-石竹烯合成酶蛋白；
40、p2：融合蛋白
41、所述融合蛋白的氨基酸序列中含有p1中所述的闽楠β-石竹烯合成酶蛋白的氨基酸序列与功能性蛋白片段或惰性蛋白片段的氨基酸序列；
42、p3：rna
43、所述rna能够被翻译得到p1中所述的闽楠β-石竹烯合成酶蛋白或p2中所述的融合蛋白；
44、p4：基因
45、所述基因的编码序列能够编码p1中所述的闽楠β-石竹烯合成酶蛋白或p2中所述的融合蛋白；
46、p5：基因表达盒
47、所述基因表达盒中的基因表达产物为p3中所述的rna；
48、p6：基因工程载体
49、所述基因工程载体中含有p5中所述的基因表达盒；
50、p7：细胞
51、所述细胞中含有p6中所述的基因工程载体；
52、所述基因工程载体的基因表达盒中的编码蛋白组成型表达、组织特异性表达或人工诱导型表达；以及
53、p8：组合物
54、所述组合物中含有p3中所述rna，p6中所述的基因工程载体或p7中所述的细胞。
55、在一些实施方式中，所述闽楠β-石竹烯合成酶蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示。
56、在一些实施方式中，所述拟南芥的品种为columbia-0。
57、在一些实施方式中，所述基因工程载体的骨架为pcambia1301载体，和/或所述细胞本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种改善拟南芥性状的方法，所述方法为：通过基因工程手段，使闽楠β-石竹烯合成酶基因在拟南芥中高表达；
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述方法选自如下情况C1、C2、C3、C4和C5中的任一种或其组合；
5.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在S4中，将所述T0代拟南芥种子逐粒进行筛选与培养，对所有所述闽楠β-石竹烯合成酶基因阳性T1代植株的种子单独收获并对T1、T2代种子进行筛选，直至获得不出现所述闽楠β-石竹烯合成酶基因分离表型的植株种子，鉴定其为所述闽楠β-石竹烯合成酶基因转基因纯合子。
6.一种生物材料在制备用于改善拟南芥性状的拟南芥育种的制剂中的用途；
7.如权利要求6所述的用途，其特征在于，所述闽楠β-石竹烯合成酶蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。
8.如权利要求6或7所述的用途，其特征在于，所述拟南芥的品种为Colum
9.如权利要求6-8中任一项所述的用途，其特征在于，所述基因工程载体的骨架为pCambia1301载体，和/或所述细胞为农杆菌GV3101细胞。
...【技术特征摘要】
1.一种改善拟南芥性状的方法，所述方法为：通过基因工程手段，使闽楠β-石竹烯合成酶基因在拟南芥中高表达；
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述方法选自如下情况c1、c2、c3、c4和c5中的任一种或其组合；
5.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在s4中，将所述t0代拟南芥种子逐粒进行筛选与培养，对所有所述闽楠β-石竹烯合成酶基因阳性t1代植株的种子单独收获并对t1、t2代种子进...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩潇，汪长天，童再康，张俊红，
申请(专利权)人：浙江农林大学，
类型：发明
国别省市：
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