[发明专利]一种中山杉耐淹、耐旱有关基因ThPDC1及其应用

说明书

本发明公开了一种中山杉耐淹、耐旱有关基因ThPDC1及其应用，属于植物基因工程技术领域。基因ThPDC1的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，其表达蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。本发明以中山杉406组培苗叶片为材料，通过RACE技术克隆了中山杉ThPDC1全长基因并采用GATEWAY技术构建其过量表达载体pH35GS‑ThPDC1，将ThPDC1基因转入木本模式植物杨树中，转基因植株中ThPDC1表达量较对照杨树高出100‑300倍，水淹胁迫下，未转基因植株生长受到抑制，转基因植株长势良好。干旱处理下，未转基因植株生长受到抑制，叶片发黄，脱落；转基因植株长势良好。

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体涉及一种中山杉耐淹、耐旱有关基因ThPDC1及其应用。

背景技术

中山杉是江苏省中国科学院植物研究所从落羽杉×墨杉杂交组合中选育出来的优良无性系。该项工作在国内乃至国际上处于领先地位，目前已获多个国家级和省级林木良种，并于2013年获得江苏省科学技术二等奖。多年的室内评比试验、中间示范试验和区域试验表明，中山杉杂种优势明显，具有速生、耐水湿、耐干旱及耐盐碱等特点。

植物在低氧环境中，乙醇发酵途径尤为重要，此途径可以产生植物维持活力的葡萄糖和糖原并伴随着ATP生成，丙酮酸脱羧酶(pyruvate decarboxylase,PDC)是一种以焦磷酸硫胺素(thiamine pyrophosphate)为辅酶的羧基裂解酶，是乙醇发酵途径的主要酶之一，因而丙酮酸脱羧酶及其编码基因一直受到国内外广泛关注。近年来，科研工作者一直致力于研究在正常和各种胁迫处理条件下PDC基因家族成员的表达及功能，PDC基因家族在植物中是一个数量相对较少的基因家族，但PDC基因家族成员在植物抵抗涝害、干旱、冷害等胁迫环境中均起着非常重要的作用。水稻中有4个PDC基因，其中OsPDC1、OsPDC2和OsPDC4都是多外显子基因，都受缺氧及干旱胁迫诱导，拟南芥中有两个PDC基因，缺失突变体AtPDC1、AtPDC2淹水处理8天后，发现缺失突变体的存活率明显低于野生型。目前关于PDC基因的研究主要集中于草本模式植物拟南芥以及主要作物水稻小麦中，木本植物中研究的较少，落羽杉属植物中尚未见相关报道。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明所要解决的技术问题在于提供一种中山杉耐淹、耐旱有关基因ThPDC1。本发明所要解决的另一技术问题是提供上述中山杉耐淹、耐旱有关基因ThPDC1的应用。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种中山杉耐淹、耐旱有关基因ThPDC1，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

所述的中山杉耐淹、耐旱有关基因ThPDC1的表达蛋白，其氨基酸序列如SEQ IDNO.2所示。

含有中山杉耐淹、耐旱有关基因ThPDC1的载体。

含有中山杉耐淹、耐旱有关基因ThPDC1的宿主菌。

进一步的，载体为pH35GS::ThPDC1。

所述的基因ThPDC1在植物育种中的应用。

所述的基因ThPDC1在植物抗水淹、干旱胁迫中的应用。

本发明以中山杉406组培苗叶片为材料，通过RACE技术克隆了中山杉ThPDC1全长基因。同时，采用GATEWAY技术构建其过量表达载体pH35GS::ThPDC，该基因位于启动子P35S之后，在启动子P35S的驱动下，ThPDC1在杨树中高效表达。