[发明专利]一种亚美马褂木LhFB1基因的分离克隆及应用

说明书

本发明公开了一种亚美马褂木LhFB1基因的分离克隆及应用，属于植物基因工程技术领域。具体涉及一种亚美马褂木F‑box蛋白基因LhFB1的分离克隆、载体构建及其应用，该基因的核苷酸序列如序列表SEQ ID：1所示；其对应的氨基酸序列如序列表SEQ ID：2所示，它包含1719bp的开放阅读框，编码572个氨基酸，预测该蛋白分子量为64.54KD，理论等电点为8.33。将本发明所述的LhFB1基因遗传转化野生型拟南芥，对获得的转基因拟南芥表型进行观察，转基因拟南芥侧根数量增多，植株叶片面积明显变小，花器官发育较早，花期提前。因此，LhFB1基因可广泛应用于亚美马褂木分子育种。

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体涉及一种亚美马褂木LhFB1基因分离克隆及应用。

背景技术

鹅掌楸属(Liriodendron)系木兰科(Magnoliaceae)植物，主要分布于亚洲东南部及北美东部地区，为重要园林观赏和用材树种。鹅掌楸属处于被子植物基部类群，为木兰科中分化最为明显的一个属(Nie et al.,2008)，是研究被子植物花进化的良好材料(Lianget al,2010)。亚美马褂木又称杂交马褂木或杂交鹅掌楸，是我国著名林木育种学家、南京林业大学已故的叶培忠教授于1963年首次利用引种在我国南京明孝陵的北美鹅掌楸与中国马褂木人工杂交育成的新树种。过去通称杂交马褂木或杂交鹅掌楸(Liriodendronchinense(Hemsl.)Sarg.×L.tulipifera L.)。因该树种有其独特的形态学特征和生物学特性，是一个独立的物种，根据《国际植物命名法规》对杂种名称的命名规则，将其重新命名为亚美马褂木(Liriodendron sino-americanum P.C.Yieh ex Shang et Z.R.Wang)。亚美马褂木不仅具有生长快、抗性强、材质好等优点，而且其树形美观、花色艳丽，是一种适用于庭院栽培、道路绿化、山地造林等多用途的优良树种。

F-box蛋白是一类含有40-50个保守氨基酸F-box结构域的蛋白家族成员，在真核生物中广泛存在，在细胞质和细胞核中都有分布(赵黎明，2016；Kipreos and Pagano,2000)。F-box蛋白具有F-box基序(motif)的一种重要调控蛋白，在生物体多个调控过程中发挥着重要的作用，其中以E3泛素连接酶介导的SCF(Skp1-Cullin 1-F-box protein)蛋白复合体降解过程研究最为清楚(Yang et al.,2008)。作为生长激素的响应转录受体F-box蛋白，在真核生物的基因组中存在多种类型的蛋白基因，包括TIRI、AFB、MAX2、SKP2及SLY1等，每种蛋白都参与着不同的生化进程(Kepinski and Leyser,2005；Lechner et al.,2006)。F-box蛋白家族是目前植物体内发现的最大的一个蛋白质家族。F-box蛋白家族是目前植物体内发现的最大的一个蛋白质家族。在植物中，多达692和779个F-box蛋白基因分别在拟南芥和水稻基因组中报道。因此，亚美马褂木F-box蛋白基因LhFB1对生长发育中的调控作用具有重要的意义。

蛋白质的降解过程涉及到细胞调控的多个方面，与植物生长发育密切相关。植物通过降解限速酶及其他调控因子实现生命活动的动态平衡，影响生长发育，使其能够适应新的环境因素。蛋白质降解的调控主要是由泛素-蛋白酶降解系统来完成的。F-box蛋白是泛素连接酶E3的重要组成部分。F-box蛋白参与调控植物激素信号传导、侧根及不定根的生长、光信号传导、生物和非生物胁迫等各种生理生化途径(Lechner et al.,2006)。基因功能和调控机理的分析是研究植物感兴趣和潜在的基因的热点领域，特别在依靠无性繁殖获得优良无性系的多年生林木上显得尤为重要(Busov et al.,2005a)。目前F-box蛋白基因家族功能已经在拟南芥、水稻等模式植物中广泛研究(Wang et al.,2016；Xia et al.,2016)。由于生长周期长和复杂的交配方式加大了现代分子生物学技术在多年生林木上的应用(Busov et al.,2005b)。因此F-box蛋白基因功能在木本植物中的研究非常缺乏，尤其在濒危植物鹅掌楸还没有相关报道。

发明内容