[发明专利]玫瑰RrMYB18转录因子及其促进植物次生壁生物合成和植株矮化中的应用

说明书

本发明公开一种玫瑰RrMYB18转录因子及其促进植物次生壁生物合成和植株矮化中的应用；所述玫瑰RrMYB18转录因子核苷酸序列如SEQ ID No.1所示；其对应的蛋白质的序列如SEQ ID NO：2所示。该RrMYB18转录因子可以使植物的次生壁主要物质成分木质素、木聚糖和纤维素的含量显著性增加，株型发生明显的矮化，为今后代谢工程中提高植物纤维素、木质素等物质含量，以及育种中培育矮化抗倒伏优良品种提供参考，本发明转录因子的应用具有重要的生产实践意义。

技术领域

本发明涉及植物基因工程技术领域，具体涉及一种玫瑰RrMYB18转录因子及其促进植物次生壁生物合成和植株矮化中的应用。

背景技术

植物细胞壁是制造纺织品、纸张、木材等产品的原材料，由胞间层、初生壁和次生壁三部分构成。其中，次生壁为植物细胞所特有，其主要成分为纤维素、半纤维素(主要是木聚糖)和木质素(Zhong et al 2006)。一些特定的植物细胞(如脉管和纤维细胞)在成熟之后停止生长，开始在初生壁的内侧继续积累次生壁(Zhong et al 2007，Wolf et al 2012，Zhong and Ye 2012)。次生壁相比于初生壁更加坚硬，对植物维持直立生长和运送水分、矿物质等具有重要的作用(Raven et al 1999)。研究表明，细胞壁会显著影响水稻、大麦等作物的茎秆强度，与作物的产量和抗逆性直接相关(刘希强等，2018)。近年来，研究人员相继从不同物种中分离出促进植物次生壁主要成分合成的相关调控因子(Kim et al 2014，Shiet al 2017，Chen et al 2019)，为通过基因工程技术促进植物次生壁合成，提高植物生物量，获得抗病、抗倒伏能力强的植物提供了可能。植株矮化是一种具有经济价值的农艺性状，可以提高作物产量、抗倒伏、改善种植密度、充分利用空间资源等，一直是植物育种工作的热点(刘平等2010)。在观赏植物中，大部分高品质的盆花往往要求株型矮壮、紧凑，茎干粗壮，叶茂花繁等，若盆花茎秆太高容易倾斜折断，不便搬运，且综合观赏效果也会收到影响。因此，研究植株矮化具有重要的生产实践意义。

引起调控植株矮化的措施有很多，如，传统栽培措施调控，施加植物生长调节剂(如，多效唑、矮壮素等)，改变植物生长环境，病毒感染或化学诱变等等(孟祥锋，2012)。然而上面这些措施的应用，在生产中需要投入较大的人力、物力和财力，且对植物的影响多数也是暂时的、有限的。因此，通过基因工程从根本上改良植物的基因型，通过内源生理代谢的变化调控植物的生长，培育出更多具有观赏和经济价值的微型植物。目前控制植株矮化性状的基因已相继克隆，其功能也被不断深入解析，通过转基因技术使植株矮化成为一种快捷有效的措施(Schomburg et al 2003,Ke et al 2019,Duan et al 2020,Yang et al2020)。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种玫瑰RrMYB18转录因子及其促进植物次生壁生物合成和植株矮化中的应用；该应用是RrMYB18基因的核苷酸编码序列(即为RrMYB18转录因子)的克隆，表达载体的构建，将RrMYB18基因的完整翻译区(RrMYB18转录因子)与花椰菜花叶病毒启动子结合后转入植物体(宿主拟南芥、烟草和玫瑰)内，得到转基因植株RrMYB18，对转基因植株进行分子鉴定和表型观察，以评估该基因在调控植物次生壁合成以及植物株型矮化中的应用前景：转基因植物在次生壁主要成分木质素和纤维素的含量显著性增加，植株株型矮化。

为实现上述目的，本发明所设计一种玫瑰RrMYB18转录因子，其核苷酸序列如SEQID No.1所示。

本发明还提供了一种上述转录因子编码的蛋白RrMYB18，其氨基酸序列为SEQ IDNo.2所示。

本发明还提供了一种用于获得上述的RrMYB18转录因子的引物对，所述引物对为：

RrMYB18正向引物：

5’-GCTCTAGAATGAGGAAGCCGGAACC-3’，