[发明专利]尾叶桉COMT基因及其应用

说明书

本发明公开了一种尾叶桉COMT基因及其应用，其尾叶桉COMT基因核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，可将该基因应用于转基因植株中，且证明了该基因具有提高G木质素合成的作用。通过对尾叶桉COMT基因功能的研究，有助于推动尾叶桉转基因定向调控木质素合成的基因工程育种。

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体涉及涉及尾叶桉COMT基因及其应用。

背景技术

桉树是桃金娘科桉属植物的总称，原产地为澳大利亚。广西的桉树研究在我国处于领先地位，20世纪70年代初期就开始引种，经过多年的引种试验及杂交选育，得到了多个优良树种、优良种源及优良家系。桉树生长快、材质好，广西全区桉树面积居全国首位，已经成为短周期原料林的主要造林树种。尾叶桉GLU4无性系（Eucalyptus urophylla cloneGLU4）是广西广泛种植的桉树良种，因其纤维素含量、纤维素长度等制浆指标显著优于其他桉树品种，成为纸浆材造林首选树种。从纸浆材生产需求出发，希望木材中的木质素含量更低或更易于去除。然而木质素在维持植物正常生长发育、防御病原菌侵害方面仍具有不可或缺的重要意义，木质素降幅过大对植物具有潜在的不利影响，所以定向调控木质素单体合成，提高其S/G比值，成为纸浆材品质提升的主要研究策略。

COMT（咖啡酸甲基转移酶，caffeic-acid-O- methyltransferase）是植物木质素单体合成中的关键基因之一。针对COMT基因的研究发现，在抑制表达COMT的2年生转基因柳枝稷中，COMT转录水平、木质素含量和G/S都比野生型显著降低，组成的改变降低了木材的去除难度，提高了糖释放率，这对生物质能源非常有利。在黑麦草和二穗短柄草中采用RNAi抑制COMT表达，转基因植株中G、S木质素降低。在苜蓿中下调COMT，G木质素含量下降而S木质素几乎全部消失。以上结果表明，抑制表达COMT的转基因植株中G木质素单体合成受阻，说明COMT基因对G木质素单体合成至关重要，可以通过该基因调控G木质素单体合成。目前在尾叶桉中尚未有COMT基因分离鉴定出来，利用其中的基因序列进行基因工程调控更是无法开展。本发明公开的尾叶桉COMT序列及其在基因工程中的应用，有助于深入尾叶桉COMT基因功能的研究，并推动尾叶桉转基因定向调控木质素合成的基因工程育种。

发明内容

本发明的目的在于提供一种尾叶桉COMT基因及其植物表达载体、宿主细胞以及在植物木质素单体合成调控中的应用，以有效地定向提高植物G木质素单体合成，在木质素单体合成调控的基因工程中的发挥重要作用。

本发明可通过如下技术方案实现：

一种尾叶桉COMT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。

本发明还提供一种植物表达载体，其包上述的尾叶桉COMT基因或其片段。

作为技术方案的优选，所述植物表达载体为pBI121。

作为技术方案的另一种优选，所述植物表达载体为重组载体pBI121-COMT。

本发明还提供一种宿主细胞，其包含如上所述的尾叶桉COMT基因或其片段或者植物表达载体。