[发明专利]一种马尾松萜类物质合成相关酶基因PmDXR及其启动子的应用

说明书

本发明公开了一种马尾松萜类物质合成相关酶基因PmDXR及其启动子的应用，属于植物基因工程技术领域。本发明将马尾松PmDXR基因利用农杆菌介导转化至拟南芥中，转基因拟南芥的DXR酶活性、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量均高于野生型拟南芥。并从马尾松中克隆得到PmDXR基因的启动子，核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，通过构建pBI121‑ProDXR载体，瞬时转化法侵染本氏烟草，PmDXR基因启动子能驱动GUS基因在本氏烟草根、茎、叶中表达，且启动子没有明显的组织特异性。本发明在利用基因工程技术提高松树松脂产量性状上具有重要研究价值和应用前景。

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体涉及一种马尾松萜类物质合成相关酶基因PmDXR及其启动子的应用。

背景技术

马尾松(Pinus massoniana)属于松科(Pinaceae)松属双维管束松亚属，树干较直，树皮呈红褐色，裂成不规则的鳞状块片；枝条平展或斜展；针叶多为2针一束，稀3针一束，长12-20cm；叶鞘最初为褐色，然后渐变为灰黑色，宿存。雄球花呈圆柱形聚生于新枝下部苞腋；雌球花单生或2-4个聚生于新枝近顶端；球果为卵圆形或圆锥状卵圆形，成熟前后颜色会发生变化，成熟前绿色，成熟时栗褐色。在我国松属树种中马尾松的分布较为广泛，从秦岭、淮河以南，云贵高原以东的17个省(自治区、直辖市)均有分布，具有适应性强、经济价值高等特点。马尾松的经济价值不仅体现在用材方面，在林产品加工方面更是为我国带来了巨大的经济效益。马尾松可分泌大量以萜类化合物为主的次生代谢物，这些次生代谢物称为松脂，松脂是松香、松节油工业的基础原料，广泛用于溶剂、消毒剂、清洁产品、香料、涂料等工业生物产品中。

马尾松松脂中的萜类化合物成分主要包括单萜、倍半萜和双萜，一般存在与松树的根、茎、叶和球果中。松脂不仅能带来巨大的经济效益，其组分对针叶树的防御体系也具有重要作用。在针叶树遭受生物或非生物刺激后，松脂可从树木的树脂道释放出来，同时新的松脂又可经诱导合成。目前，我国主要有6种松树可以采割松脂，但成规模采脂的只有马尾松、湿地松(Pinus elliottii)、云南松(Pinus yunnanensis)和思茅松(Pinus kesiyavar.langbianensis)，其中90％的松脂采自马尾松。我国的松脂产区以广西为主，调查显示2010年广西产区的马尾松松脂产量可占全国松脂产量的42％左右，总产量约为30万吨。为了推动松脂产业的发展，采用先进的技术筛选和培育高产脂的优良种质材料、营造高产脂工业原料林是提高松林资源利用率的有效途径。