本发明专利技术公开了一种杨树糖基转移酶基因PtGT1在提高植物木质素含量及促进开花中的应用，其中所述糖基转移酶基因PtGT1的核苷酸序列如SEQIDNo.1所示，其是通过RT-PCR技术从毛白杨中克隆的。本发明专利技术利用基因PtGT1构建植物过表达载体，进行植物转基因操作，获得转基因植物。检测表明转基因植物的木质素含量得到显著提高，同时还能促使植物提前开花，预示本发明专利技术实施后将会创造新型植物，更好地满足工农业生产的需要。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种糖基转移酶基因的应用，尤其涉及一种杨树糖基转移酶基因在提高植物木质素含量及促进开花中的应用，属于基因工程领域。
技术介绍
糖基转移酶是专门负责催化植物分子进行糖基化修饰反应的酶，它将活性糖基从核苷糖，通常是从尿嘧啶核苷二磷酸-葡萄糖，转移到激素、次级代谢物、病原菌侵染物以及植物内外源毒性物质等一系列植物小分子化合物受体上。糖基化会改变植物小分子化合物的生物活性、水溶性、稳定性、在细胞内和整体植株中的运输特性、亚细胞定位以及与受体的相互识别与结合特性，另外还能降低/除去内源和外源物质的毒性(Lim和Bowles 2004)。糖基转移酶具有多种功能和生物活性，其作用底物广泛，同时糖基化还能产生级联效应，因此糖基转移酶对植物分子的作用影响着植物生长发育的众多方面，例如，已有报道糖基转移酶基因参与植物激素平衡调节、植物防御反应、植物次生代谢物合成以及植物信号转导等(Wang and Hou, 2009)。至2012年03月，按照所催化的底物的性质和序列相关性，生物界存在的糖基转移酶被划分成94个不同的家族。其中家族1包含的成员数量最多，与植物的关系最密切。这个家族中的酶所催化的底物是一些亲脂性的小分子化合物，一个或多个糖基可以结合在这些分子的-0H、-C00H、-NH2、-SH或C-C基团上(Bowles等2005)。家族1中，有些酶在C端具有一个由44个氨基酸组成的保守序列，这一保守序列称C末端保守区或PSPG盒(plant secondary product glycosyl transferase box)。在家族 1 中具有 C 末端保守区白勺 48%左右，推测这一保守序列可能在糖基化过程中与尿嘧啶核苷二磷酸-糖(UDP-sugar)的结合有关。这些酶的N端序列变异较大，与不同底物的识别有关。杨树是一种具有重要商业价值与生态价值的木本植物。由于其基因组较小，易于转化，以及生长快速等特点，使得它成为木本植物研究中的理想模型。毛果杨基因组的公布为我们研究木本植物中的糖基转移酶基因提供了便利条件。2006年，Geisler-Lee等人预测在毛果杨中有1600多个编码碳酸化合物的基因，其中包括大概840个糖基转移酶，糖基转移酶家族1是最大并且种类最多的家族，并且在杨树中要远远多于拟南芥中的，或许是由于要参与木质部的形成等过程。目前为止，许多杨树中的糖基转移酶基因的功能已经被鉴定。例如，周功克等人在2007年从杨树中克隆了两个糖基转移酶，/ ^/ ^^/ ^/ ,属于糖基转移酶家族8和家族43，发现它们和次生壁的形成以及葡糖醛酸木聚糖的生物合成有关。尽管杨树的糖基转移酶家族1已经在基因组水平上被鉴定，但到目前为止，杨树糖基转移酶家族1基因编码序列和对植物生长发育的作用知道的很少。经检索，杨树糖基转移酶家族1的基因在提高植物木质素含量及促进开花中的应用目前未见报道。
技术实现思路
(1)本专利技术的目的针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供了一种杨树糖基转移酶基因在提高植物木质素含量及促进开花中的应用。(2)实现本专利技术的具体技术方案本专利技术所述杨树糖基转移酶基因PtGTl在提高植物木质素含量及促进开花中的应用。其中所述糖基转移酶基因的核苷酸序列如SEQ ID No. 1所示。所述植物是茄科植物，所述茄科植物优选是烟草、番茄或茄子。本专利技术利用SEQ ID No. 3和SEQ ID No. 4所示的引物序列，通过RT-PCR技术从毛白杨中克隆糖基转移酶基因，然后利用该基因构建植物过表达载体，进行植物转基因操作，获得转基因植物。检测表明转基因植物的木质素含量得到显著提高，开花时期显著提、r -(3)本专利技术实施后带来的有益效果实验证实，应用本专利技术所述杨树糖基转移酶基因PtGTl进行植物转基因操作，可以显著提高植物的木质素含量(见附图2和附图3)，同时还能促使植物提前开花(见附图1)。预示本专利技术实施后将会创造新型植物，更好地满足工农业生产的需要。附图说明图1.对照烟草与应用糖基转移酶基因获得的转基因烟草开花时间比较。 其中WT为对照烟草，T4和T7为转基因烟草。结果显示在相同的光照、湿度、温度等环境条件下转基因烟草比对照烟草早开花。图2.对照烟草与应用糖基转移酶基因获得的转基因烟草木质素含量比较。其中WT为对照烟草，T4和T7为转基因烟草。结果显示T4、T7两个转基因烟草株系的木质素含量明显高于对照烟草。图3.利用Wiesner染色法检测对照烟草与应用糖基转移酶基因获得的转基因烟草的木质素含量。其中WT为对照烟草，Τ4和Τ7为转基因烟草。结果显示Τ4、Τ7两个转基因烟草株系的木质素含量明显高于对照烟草。具体实施例方式实施例1 杨树糖基转移酶基因PtGTl的分子克隆 1.杨树糖基转移酶基因的克隆取MS培养基上生长2-3周的杨树试管苗，利用TRIzoI试剂盒提取其RNA，RT-PCR方法扩增全长基因，获取其cDNA序列(1446bp)，所用的扩增引物为 GTl-a: 5’ -ATAGGATCCATGCAAAACACAAAACCTCA- 3’ ； GTl-b: 5’ -ATACCCGGGCTAGGCACCTTGAGCCTTTG -3，； 回收扩增的产物备用。2.杨树糖基转移酶基因的序列信息与特性分析基因的编码区cDNA为1446bp，编码481个氨基酸构成的蛋白质，蛋白质分子量为66.4kDa。该基因没有内含子，为一个连续编码基因。序列分析发现，靠近蛋白质C端有一个由44个氨基酸组成的PSPG保守序列，该序列是植物次生代谢物糖基转移酶的共同特征，表明该基因可能编码糖基转移酶，酶的底物是植物次生代谢的小分子物质。通过ClustalX软件对毛白杨糖基转移酶基因和拟南芥中已发表的40个家族1中的糖基转移酶基因的cDNA序列进行比对，发现该基因编码的蛋白与拟南芥的UGT72E 亚家族的几个糖基转移酶相似性最高，具体讲与UGT72E1、UGT72E2、UGT72E3的相似性分别达到 75%、73% 和 73%。3.杨树糖基转移酶基因的表达分析取在MS培养基上生长3-4周的杨树完整试管苗，分为六个部分嫩叶、老叶、上茎(茎的上部)、中茎(茎的中部)、下茎(茎的下部)和根。利用TRIzoI试剂盒分别提取它们的RNA， 应用RT-PCR方法检测毛白杨基因在不同组织种的特异性表达情况。以WSrRNA基因作为内参基因。结果表明，基因在上茎中表达最强，在其他组织部位表达较弱。实施例2 杨树糖基转移酶基因PtGTl的转基因应用 1.含有PtGTl编码区cDNA表达载体的构建将带有植物表达载体酶切位点的基因通过平末端连入feoRV单切的 pBluescriptSK质粒，形成中间载体pSKGTl。将测序正确的基因通过和SmaY从中间载体pSKGTl上切出。然后与feci酶切、补平以及酶切的植物表达载体pBI121进行连接，构成包含目的基因 PtGTl的植物表达载体pBIGTl。2.农杆菌介导得到植物转化挑取含载体PBIGTl的农杆菌单菌落于YEB培养基中，内含抗生素50mg/L卡那霉素 (叙11)、501^/1利福平(财￡)，观1摇床中，200印111培养4 1左右；待菌体摇起后，转移^il 的菌体到50ml的YEB培养基中，摇床中，2本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：侯丙凯，王艳文，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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