[发明专利]一种组蛋白去乙酰化酶抑制剂诱导毛果杨不定芽再生的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用组蛋白去乙酰化酶抑制剂诱导毛果杨不定芽再生的方法。

背景技术

表观遗传调控主要包括DNA甲基化和组蛋白修饰，组蛋白修饰又包括组蛋白乙酰化、磷酸化和糖基化等。组蛋白乙酰化水平由组蛋白乙酰基转移酶（histone acetyltransferase,HAT）所介导的组蛋白乙酰化和组蛋白去乙酰化酶（histone deacetylases,HDACs）所介导的组蛋白去乙酰化共同调节，缺一不可，二者共同作用保证细胞内组蛋白乙酰化水平处于动态平衡。组蛋白乙酰化影响染色质的结构，基因的转录，以及多种生命活动。HDAC催化组蛋白上的赖氨酸（lysine）所结合的乙酰基团的去除，乙酰基团去除后染色质结构变得紧密，不利于转录因子以及转录调节因子与DNA的结合。因此，HDAC一般与基因抑制或基因沉默有关。根据与酵母HDAC（RPD3、HDA1和SIR2）序列的同源性比较，植物HDAC可分为3个亚家族：RPD3/HDA1、HD2和SIR2。其中，RPD3/HDA1和HD2类型的组蛋白去乙酰化酶活性能够被HDAC特异性的抑制剂如trichostatinA（TSA）或butynate（NaB）所抑制，而SIR2类型的组蛋白去乙酰化酶则不能被这些抑制剂所抑制。HDACs调节植物多种生命活动包括生长、发育和胁迫反应等。当HDAC的酶活性被其特异的抑制剂如TSA或NaB抑制后，植物会出现多种表型上的改变。例如，拟南芥HDA18对根表皮细胞分化过程中模式形成具有重要的调节作用，TSA处理引起根毛细胞在非根毛形成部位的出现和发育。HDAC抑制剂TSA和NaB能够抑制豌豆根表皮细胞的有丝分裂，NaB能够抑制水稻根的生长。上述这些研究表明HDAC在植物根发育的多个过程中发挥非常重要的调控作用。

毛果杨是一种再生很困难的杨树。目前，以毛果杨组培幼苗的叶片和茎段作为外植体，通过调节培养基成分、激素种类和浓度以及培养条件均很难诱导不定芽,仍没有一个成熟的组培体系；而采用温室成熟苗（4-6个月龄）的茎段能够诱导出愈伤组织，再通过愈伤组织诱导出不定芽，但这种方法周期长（3-6个月），涉及复杂的组织培养体系。因此，急需一种新的方法来提高毛果杨不定芽的再生率和缩短得到再生植株的时间。目前，木本植物组织培养体系的研究主要集中在培养基种类、盐浓度、生长调节物质、碳水化合物、光照和温度等方面，而表观遗传调控对木本植物再生和发育的影响很少有报道。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前毛果杨幼嫩叶片、茎段作为外植体不定芽诱导率低和采用愈伤组织诱导不定芽费时长的问题。而提供一种组蛋白去乙酰化酶抑制剂诱导毛果杨不定芽再生的方法。

本发明的一种组蛋白去乙酰化酶抑制剂诱导毛果杨不定芽再生的方法是按照以下步骤进行的：一、取毛果杨含腋芽的茎段在WPM培养基上诱导腋芽萌发，至长出幼苗；二、将步骤一的毛果杨幼苗在WPM培养基中培养，至长出不定根；三、将步骤二长出不定根的幼苗放入含0～5μM组蛋白去乙酰化酶抑制剂的水溶液，继续培养，至不定芽诱导再生，即完成组蛋白去乙酰化酶抑制剂诱导毛果杨不定芽再生。

本发明包含以下有益效果：

目前，有关植物HDAC的研究主要涉及根的生长速率、根表皮细胞模式形成、侧根形成等方面，而有关HDAC酶活性抑制后能诱导根再生出不定芽的研究结果未见报道。本发明以毛果杨组培苗的根为外植体，通过TSA处理诱导外植体直接分化出不定芽，省略了愈伤组织诱导培养过程，简化了组织培养体系，缩短不定芽诱导周期，一般经30天左右即可完成不定芽的诱导过程，再生频率较高（再生芽簇/根数目=37%），是快速获得再生植株的一个有效方法。

附图说明

图1为实施例在加入5μMTSA处理下不定芽的诱导再生图片；

图2为实施例在加入1μMTSA处理下不定芽的诱导再生图片；

图3为实施例在加入0μMTSA处理下不定芽的诱导再生图片。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式的一种组蛋白去乙酰化酶抑制剂诱导毛果杨不定芽再生的方法是按照以下步骤进行的：一、取毛果杨含腋芽的茎段在WPM培养基上诱导腋芽萌发，至长出幼苗；二、将步骤一的毛果杨幼苗在WPM培养基中培养，至长出不定根；三、将步骤二长出不定根的幼苗放入含0～5μM组蛋白去乙酰化酶抑制剂的水溶液，继续培养，至不定芽诱导再生，即完成组蛋白去乙酰化酶抑制剂诱导毛果杨不定芽再生。

本实施方式包含以下有益效果：