[发明专利]桉树PGEF17基因及其植物表达载体、宿主细胞和应用

说明书

技术领域

本发明涉及植物基因及其应用，特别是涉及桉树PGEF17基因及其植物表达载体、宿主细胞和其在促进植物营养生长和提高植物生长量上的应用。

背景技术

林木在净化大气、防风固沙、保持水土、维持生态平衡和生物多样性、提供优质木材和高产优质林果等方面发挥着重要的作用，具有巨大的生态效益、社会效益和经济价值。林木等木本植物基因资源丰富，遗传多样性复杂，带有许多具有潜在应用价值但目前尚未得到充分发掘和有效分离的基因。近年来随着分子生物学、分子遗传学、基因组学和生物信息学等学科的发展，文库构建和筛选技术、基因克隆技术和高通量测序技术等技术的建立和改进，越来越多的林木基因得到分离和鉴定，为林木的分子育种与以及林木优良基因的发掘和应用奠定了基础（李少锋等人，植物学报 46(1): 79-107(2011)）。

目前，对已分离的林木基因的功能鉴定主要采用以下方法：1) 与模式植物的同源基因或功能已经过鉴定的基因进行相似性比较，建立进化树；2) 对蛋白质结构与和功能进行预测分析；3) 通过转录水平或蛋白表达水平的分析方法，例如半定量或定量RT-PCR、Western Blotting等，研究目的基因的时空表达以及对环境因子的响应；4) 把基因的与适当的元件相连接制作成表达盒，并组装到相应的植物表达载体，通过遗传转化技术将表达盒转化到模式植物或来源物种中，从而改变目标基因在宿主中的表达量，如因过量表达而表达上调，或因反义抑制或者RNA干扰而表达下调，并而通过观察转基因植株的性状，研究基因的功能（何光源等人，植物基因工程，清华大学出版社 (2007)；王关林等人，植物基因工程，科学出版社 (2009)）。

对于模式植物，一般选用为拟南芥（Arabidopsis thaliana）或者烟草（Nicotiana tabacum）。Mouradov等（Proceedings of the National Academy of Sciences 95： 6537-6542 (1998)）将在辐射松（Pinus radiata）的DEEDLY（NLY），一个与拟南芥的LEAFY（LFY）/FLORICAULA基因高度同源的基因转入拟南芥，发现转入LFY::NLY的植株可以互补发育途径中对应基因的LFY缺失，从而表明NLY与FLY的在功能上的相似性。Sonoda等（Plant Biotechnology 26: 115-120 (2009)）将赤桉HD-Zip class II转录因子EcHB1基因转入烟草，转基因植株纤维长度和干重增加，叶片、根和茎的生长量均高于对照。这两种植物的遗传背景清楚，遗传转化系统也较为成熟，尤其是拟南芥，作为基因组最早被测序的植物，其基因组序列、代谢途径以及生长发育的分子机制等方面有大量的研究，能为转基因后代的性状和机理分析提供较为完善的参考数据。因此，通过遗传转化模式植物的方法鉴定基因功能的结果可信性高，所得的结果距离分子育种的应用比较接近。

桉树是桃金娘科（Myrtaceae）桉属（Eucalyptus）的总称。作为一种集观赏、用材、纸浆原料、药用于一体的优良树种，桉树由于其生长速度快、移栽成活率高等优点，得到广泛的种植。通过分子生物学及基因组学手段筛选及鉴定桉树的优良基因，并从中发掘具有能促进植物营养生长和提高植物生物量应用价值的基因，除了可通过基因工程改造获得高产优良桉树品种奠定基础外，还可以为其他林木、蔬菜及作物的分子育种提供优良的基因资源。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种桉树PGEF17基因及其植物表达载体、宿主细胞以及在促进植物营养生长和提高植物生长量上的应用，以有效促进植物营养生长，提高植物生物量。

为解决上述技术问题，第一方面，本发明提供一种桉树PGEF17基因，其cDNA序列具有如下特征：

具有SEQ ID NO:1所示的DNA序列；或者

其编码具有SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列的多肽。

第二方面，本发明还提供一种植物表达载体，其包含如上所述的桉树PGEF17基因或其片段。

进一步地，所述植物表达载体为pCAMBIA1301。优选地，所述植物表达载体为重组载体pCAMBIA1301-PGEF17。

第三方面，本发明还提供一种宿主细胞，其包含如上所述的桉树PGEF17基因或其片段或者如上任一项所述的植物表达载体。