[发明专利]一种杂交鹅掌楸LhPIN3基因及其应用

说明书

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体涉及一种杂交鹅掌楸LhPIN3基因及其应用。

背景技术

20世纪生物技术在林木优良材料和新品种的发现与培育中的重要进步是体细胞胚胎发生技术及再生植株培育技术的应用。体胚发生技术由于其两极性、繁殖速度快、效率高等特点，已经成为优良林木资源快速无性繁殖的重要手段，并且它能和生物反应器结合实现大规模商业化生产。体细胞胚发生的本质是细胞分化的问题，细胞分化使体细胞发育成体细胞胚进而发育成一个完整植株。而细胞分化的分子基础则是基因差异表达与调控的结果。所以研究这些相关基因可以使我们更好的了解体细胞发生技术的原理。

杂交鹅掌楸是我国著名林木遗传育种家叶培忠教授利用分布在我国的中国鹅掌楸（Liriodendron chinensis（Hemsl.）Sarg.）和分布在北美的北美鹅掌楸（Liriodendron tulipifera Linn.）通过人工杂交育成的种间杂种。杂交鹅掌楸不仅具有生长快，抗性强，材质好，而且其树形美观，花色艳丽，是一种适用于庭院栽培，道路绿化，荒山荒地造林等多种用途的优良树种。杂交鹅掌楸虽然有许多优越性，但杂交制种受到季节和效率的限制，影响了杂交鹅掌楸的推广应用，由于植物体细胞胚具有数量多，一旦形成体细胞胚就能够快速发育成再生植株的特点，以体细胞胚胎发生技术快速繁殖种子来源困难的杂交鹅掌楸，具有重要的理论意义和应用价值。到目前为止，已经成功利用杂交种体细胞建立了杂交鹅掌楸体细胞胚胎发生技术和快速成苗体系，开辟了杂交鹅掌楸产业化开发的新途径。在杂交鹅掌楸体细胞胚胎发生体系的研究中发现，体细胞胚经过了球形胚、心形胚、鱼雷胚与子叶胚全过程，说明其发育过程与合子胚的发育完全相同，而且各个发育时期体细胞胚的形状与合子胚也非常接近。因此，在研究当中，利用体胚发生系统深入研究体细胞胚发生与发育的机制对于揭示细胞分化、发育、形态发生与胚胎发生发育过程等重大理论问题的机制，以及真核细胞中基因表达和调节控制等具有十分重要的意义。

植物生长调节剂的诱导和调节是离体培养条件下体细胞转化成胚性细胞的重要诱导因子。其中，生长素是诱导体细胞胚发生的关键因素。在体细胞胚的发生和发育过程中，生长素的极性运输和组织中心细胞与干细胞的形成起关键作用，它们通过启动胚性特征基因表达，最终决定体细胞原胚的产生，进而继续发育形成成熟体细胞胚。造成这种极性运输的原因是由于在运输生长素的细胞中生长素输出蛋白在质膜上的极性分布所致。很多研究已表明，生长素的运输蛋白在植物的胚后发育过程及植物的光形态建成和组织分化方面也起着非常重要的作用。生长素在植物组织中的极性分布很大程度上归功于高度调控、极性定位的输出载体PINs 蛋白。PINs 蛋白是生长素的输出载体，能使生长素从细胞内流出。PINs 蛋白家族各成员间存在功能冗余，并受多水平调节。在特异组织细胞中表达的各种PIN蛋白形成一个具有相同生化功能的PIN蛋白系统，此系统组成一个灵活的生长素分布网，对植物体生长发育相关事件作出应答。PIN蛋白是决定生长素流方向的基础，为植物体的各部分和细胞提供了特异的位置信息和方向信息。所以，PIN蛋白和生长素信号转导系统共同调节植物体的生长发育。

生长素的极性运输与植物的许多生长发育过程密切相关，但是生长素的调控机制有很多地方认识的都不够全面。最近几年，编码生长素运输蛋白的基因的克隆使人们对生长素极性运输的研究取得了很大的进展。截止目前为止，已经从拟南芥中至少克隆出来8个PIN基因，在水稻、玉米等植物中也得到了数个同源基因。根据这些基因在序列上的高度保守性说明在不同植物中也许在其生长发育过程中具有相同的功能。拟南芥中的PIN1、PIN2、PIN3、PIN4、PIN7已经被证实了在植物早期胚胎发育以及根的向地性、植物的伸长生长以及植物的向性反应中都具有一定的影响。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种杂交鹅掌楸LhPIN3基因。本发明的另一目的是提供杂交鹅掌楸LhPIN3基因在杂种鹅掌楸育种中的应用。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种杂交鹅掌楸LhPIN3基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

所述的杂交鹅掌楸LhPIN3基因的表达蛋白，其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

所述的杂交鹅掌楸LhPIN3基因在杂交鹅掌楸育种中的应用。