[发明专利]一种马尾松PmCOMT基因的应用

说明书

本发明公开了一种马尾松PmCOMT基因的应用，属于植物基因工程技术领域。本发明为首次利用马尾松PmCOMT基因定向促进植物中S木质素单体合成，通过构建含有马尾松PmCOMT基因的载体并将其转化到农杆菌感受态细胞中，再侵染烟草，得到转PmCOMT基因型烟草，检测结果显示转PmCOMT基因型烟草木质部中的S木质素较野生型多，转基因烟草植株中S木质素含量比野生型烟草提高10％以上，显著差异，表明本发明有效地提高了植物中S木质素单体合成，调控了植物中木质素S/G比值。本发明有助于对马尾松PmCOMT基因功能的深入研究，并推动马尾松转基因定向调控木质素合成的基因工程育种的应用。

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，更具体地说，涉及一种马尾松PmCOMT基因的应用。

背景技术

马尾松(Pinus massoniana Lamb.)是松科松属多年生常绿树种，是我国特有的乡土树种，其适应性强，耐干旱瘠薄，广泛分布在秦岭以南18个省，主产地区为赣、浙、闽、桂、粤、湘、川、渝、鄂、黔等地。马尾松林面积与木材蓄积量均居我国林木前列，其木材纤维细长，非常适合造纸，因而马尾松是我国主要的纸浆材树种。由于天然木材中纤维素和木质素紧密结合，去除木质素的过程是纸浆生产过程中一个重要环节，因此需求低木质素含量的木材。但从植物生物学角度出发，木质素在植物正常生长发育和病虫害抗性方面具有非常重要的功能，植物体内木质素含量大量减少对植物生长具有很大的影响。因此，在不大幅降低木质素总量前提下，调控不同木质素单体比例，提高木质素S/G比值，是纸浆材定向育种的主要策略。

咖啡酸-O-甲基转移酶基因(Caffeic-acid-O-methyltransferase，COMT)是植物木质素合成途径中的关键基因之一，其表达产物咖啡酸-O-甲基转移酶是木质素单体合成的关键酶之一。针对植物COMT基因及其功能的研究发现，对玉米COMT基因进行抑制后发现S木质素含量显著降低。在高度多倍体甘蔗中利用TALEN介导的多COMT等位基因突变，提高了田间甘蔗木质素的还原率，显著降低了S/G木质素含量比值并提高了糖化效率。利用RNAi技术降低大麦中COMT活性，降低了木质素总量的同时还显著降低了S/G木质素比值，还减少了木质素与细胞壁的连接程度，在COMT-RNAi介导的柳枝稷中也有类似的现象。这些结果表明抑制COMT表达会降低S木质素的合成，并降低S/G比值，说明S木质素的合成与S/G的比值都受到COMT基因的调控。本发明公开的马尾松COMT序列及其在基因工程中的应用，有助于促进马尾松木质素合成调控的基因工程定向育种。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明所要解决的技术问题在于提供一种马尾松PmCOMT基因在提高植物中S木质素含量中的应用，能有效地提高植物中S木质素单体的合成。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种马尾松PmCOMT基因在提高植物中S木质素含量中的应用，是将马尾松PmCOMT基因转化到植物或植物细胞中，获得S木质素含量提高的转基因植物。

进一步地，所述应用的具体步骤为：

1)构建含有马尾松PmCOMT基因的载体；

2)使用步骤1)得到的载体转化宿主细胞；

3)使用步骤2)得到的宿主细胞侵染植物或植物细胞；

4)筛选得到S木质素含量提高的转基因植物。

进一步地，所述的载体为植物表达载体。

进一步地，所述的植物表达载体具体为pCAMBIA-1302-COMT。

进一步地，所述的宿主细胞为农杆菌。

进一步地，所述的植物为烟草。

相比于现有技术，本发明的有益效果为：