[发明专利]一种增强植物侧根发育和增加植物根系总表面积的方法

说明书

本发明公开了一种增强植物侧根发育和增加植物根系总表面积的方法，在植物体中过表达SEQ ID NO：1所示的基因或其突变体/等位基因/衍生物序列，提升植物的总侧根数量及侧根的平均长度，得到侧根发育加强和根系总表面积增加的转基因植物。本发明的研究首次显示了过表达SEQ ID NO：1相关基因可以显著促进大豆的侧根发育，从而明显增加了大豆的根系表面积，这强烈的提示了相关基因在农业生产当中改进植物根系方面的潜在和实际应用价值。

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，尤其是一种与植物侧根发育调控相关的基因及其应用。

背景技术

根系是植物最重要的器官之一，我们经常用根深叶茂来形容植物地上与地下的关系，同时也说明了植物根的重要性，简单总结一下，植物根主要有以下几种作用：1）固定防倒伏；2）吸收水和无机物；3）运输功能；4）改善土壤微环境，增强土壤通气透水性。依据根的形态特征可以将根分类为主根、侧根和不定根等类别，当主根生长到一定程度时，会长出分枝，这些分枝就是侧根，侧根拥有丰富的根毛，可以增加根系在吸收水和无机盐时的根表面积，最终可能增强根系吸收养分与抵御干旱的能力，在农业生产中具有重要实践意义。

生长素鳌和酶基因家族通过对体内活性与非活性生长素转换来调节植物体内生长素含量；另外，在之前的报道中已经发现苜蓿中生长素鳌和酶基因家族受根瘤菌诱导，表达量升高，由此推测生长素鳌和酶基因家族可能参加豆科植物共生固氮过程。

但是，相关基因在根系发育，尤其是侧根发育、侧根总数、侧根长度方面是否具有调控作用尚未见报道。我们知道，根瘤发育及其功用与根系发育是完全不同的生理过程，前者为共生关系，后者为植物组织自身的发育，因此，目前关于大豆等植物的侧根发育，尤其侧根总数、侧根长度的发育调控方面，尚不可知且无法预测。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种增强植物侧根发育和增加植物根系总表面积的方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种增强植物侧根发育和增加植物根系总表面积的方法，通过调控植物的侧根总数量和侧根平均长度来增强植物的侧根发育和增加植物根系的总表面积。

作为本发明的一种优选技术方案，在植物体中过表达SEQ ID NO：1所示的基因或其突变体/等位基因/衍生物序列，提升植物的总侧根数量及侧根的平均长度，得到侧根发育加强和根系总表面积增加的转基因植物。

作为本发明的一种优选技术方案，首先构建含有SEQ ID NO：1所示基因的重组表达载体，然后利用此重组表达载体构建转化体，再利用此转化体侵染目的植物，筛选阳性植株，获得与正常植物相比侧根发育加强和根系总表面积增加的转基因植物。

作为本发明的一种优选技术方案，所述重组表达载体上含有增强启动子或组成型启动子。

作为本发明的一种优选技术方案，所述骨架载体采用pEGAD载体。

作为本发明的一种优选技术方案，该方法包含如下步骤：

1）克隆基因序列并连接入表达载体，得到重组载体；

2）将重组载体转化入受体农杆菌，得到重组农杆菌；

3）大豆种子消毒与萌发；

4）接种工程菌，并扩大培养，制备得到侵染悬浮液；

5）外植体侵染；

6）用侵染悬浮液充分浸泡处理过的侵染用外植体；

7）暗下共培养；

8）外植体移土；

9）幼芽的生根与茎的伸长；

10）取样与数据测量；