[发明专利]PdeMYB194基因在调控植物叶色叶形及抗旱性中的应用

说明书

本发明属于生物技术领域，公开了一种杨树PdeMYB194基因及应用，所述基因能够调控植物叶色叶形且具有抗旱性，本发明通过具体试验将PdeMYB194基因导入南林895杨中来说明PdeMYB194基因在控制杨树的生长发育及抗逆性上起着重要的作用，在植物基因工程及遗传改良基因上均具有重要的应用价值。

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及一种杨树PdeMYB194基因及在调控植物叶色叶形及抗旱性中的应用。

背景技术

植物叶片的呈色是多因素决定，首先是叶片细胞内色素的种类、含量以及分布的不同造成呈色不同；其次是液泡的环境不同，主要包括液泡pH值、所含金属离子的种类以及含量变化；另外外界环境因素对叶片呈色也起着非常重要的作用。目前关于杨树叶色变异机理的相关研究较少，有研究发现与绿叶杨相比，中红杨和全红杨的光合色素含量降低、光合作用减弱，净光合速率下降了27％-38％。植物叶色变异是自然界中较为常见的突变性状。植物生长所需的能量主要依靠叶片的光合作用获得，而植物叶片中的色素种类、含量及分布会受到植物本身遗传基因以及外界环境因素的共同作用，从而造成叶片颜色的差异，进而直接影响植物的光合作用以及生长发育。除叶绿素和类胡萝卜素外，类黄酮和油菜素内酯等物质同样会影响叶片呈色，且已有研究普遍认为类黄酮作为植物多酚类群，是一类重要的防御性抗氧化剂，具有清除自由基活性和抗氧化活性的能力；油菜素内酯在自由基清除中也发挥着重要作用，通过提高植物体内的脯氨酸含量，从而提高植物自身的渗透调节能力，减轻其受逆境伤害的程度。另有研究表明MYB转录因子在植物的次生代谢中发挥着重要作用，尤其是与色素合成紧密相关的花青素及类黄酮的生物合成。本发明以杨树转录因子PdeMYB194为对象，结合转录组测序结果，对杨树叶色与抗性变化的机理进行分析，挖掘其与叶色叶形以及抗旱性的关联性，以更科学地探讨其在林业生产中的应用，为林木的遗传改良提供参考价值。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了PdeMYB194基因在调控植物叶色叶形及抗旱性中的应用。

PdeMYB194基因的应用，用于调节植物的性状，PdeMYB194基因核苷酸序列如SEQID NO:1所示，所述的植物选自：杨树；所述的植物性状是：植物叶色、植物叶片大小、叶片的红度值、叶片的黄度值、叶宽、叶长、叶柄长、叶片内缘周长、叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量、类胡萝卜素、类胡萝卜素与叶绿素含量比、叶片类黄酮含量、花色苷含量、花青素含量、原花青素含量、总酚含量、油菜素内酯含量、淀粉含量、叶片厚度、抗旱性、干旱胁迫下植株的苗高和地径的生长、干旱胁迫下植株的生物量积累、干旱胁迫下植株的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO₂浓度/环境CO₂浓度(Ci/Ca)、瞬时水分利用效率(R_WUEi)、干旱胁迫下植株的叶绿素荧光、干旱胁迫下植株的叶绿素相对含量、干旱胁迫下植株的叶片相对电导率、干旱胁迫下株系叶片与根系的丙二醛(MDA)含量、干旱胁迫下叶片的含水量，PdeMYB194基因用于调节以上一种或几种植物性状。

进一步地，促进杨树中PdeMYB194基因的过表达，从而调节杨树叶片变为暗绿色；调节杨树叶片变小；调节叶宽、叶长、叶柄长、叶片内缘周长变小，调节叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量降低，调节类胡萝卜素含量的增高，调节类胡萝卜素与叶绿素含量比的增高，调节类黄酮含量、花色素苷含量、花青素含量、原花青素含量、总酚含量、油菜素内酯含量、淀粉含量降低，调节杨树叶片厚度增加，增强杨树的抗旱性。

进一步地，在实施应用过程中，使用携带PdeMYB194超表达(OE)载体的农杆菌转化南林895杨的幼嫩叶片，通过诱导长芽、生根，使幼嫩叶片长成幼苗。

进一步地，一种筛选PdeMYB194超表达(OE)阳性苗的引物组合，将所提取的超表达载体抗性苗的DNA，使用4对引物进行PCR扩增，分别为：DsRed-F1/AtUBQ10-R1、DsRed-F3/DsRed-R2、Attb1/Attb2、PdeMYB194-F5/AtUBQ10-R5；