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一种调控杨树生长量的油菜素内酯合成基因PtoCYP90D1及其应用

摘要

本发明涉及一种调控杨树生长量的油菜素内酯合成基因PtoCYP90D1及其应用,属于基因工程技术领域。一种调控杨树生长量的油菜素内酯合成基因PtoCYP90D1,所述油菜素内酯合成基因PtoCYP90D1的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。本发明通过将PtoCYP90D1基因转入杨树,过量表达PtoCYP90D1的转基因杨树与野生型相比,明显增高、增粗,且木质部细胞数量明显增多,同时转基因干鲜重增加,木质素纤维素变化,说明PtoCYP90D1基因是调控杨树生物量的关键调节基因,在林木基因工程领域和无性系林业领域有重要的应用价值。

著录项

  • 公开/公告号CN116814680A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2023-09-29

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 贵州大学;

    申请/专利号CN202310973170.7

  • 申请日2023-08-03

  • 分类号C12N15/82(2006.01);C12N15/29(2006.01);C12N15/11(2006.01);A01H5/00(2018.01);A01H6/00(2018.01);C12N1/21(2006.01);C12R1/01(2006.01);

  • 代理机构北京睿智保诚专利代理事务所(普通合伙) 11732;

  • 代理人徐健

  • 地址 550025 贵州省贵阳市花溪区贵州大学

  • 入库时间 2024-01-17 01:30:14

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2023-09-29

    公开

    发明专利申请公布

说明书

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域,尤其涉及一种调控杨树生长量的油菜素内酯合成基因PtoCYP90D1及其应用。

背景技术

杨树,富含木质纤维素,且多年生,是大规模生物质能源林绿化的重要树种,杨树的基因操纵也相对容易,因此科学家把它作为种模式木本植物加以研究。不久前,杨树的基因组测序工作已经完成,科学家们计划在此基础上改造杨树,使之生长更迅速、树冠更小,还致力于培育出纤维素含量更高、木质素含量更低的新品种,从而降低纤维素乙醇的生产成本。

Mitchell等(1970)从油菜(Brassica napus L.)花粉的提取物中发现对植物的生长促进效应有别于其他激素的植物生长调节物质,故将此类新物质命名为油菜素(BRs)(Mitchell JW.et al.,1970),BRs与其它激素不同,BR不能长距离运输,它们在合成位点附近行使作用(Symons G M et al.,2003)。BRs的内源水平因植物器官类型、组织年龄和物种而异,其中花粉和未成熟种子的含量最高,年轻的、生长的枝条比成熟组织含有更高的BR水平(Clouse,S D et al.,2002)。

目前通过遗传手段调节BR含量从而改变植物代谢及其生物量已经被证明。Liu等(2007)过表达BR合成关键基因DWF4获得内源BR升高的转基因拟南芥植株分枝数增加2倍以及种子产量增加一半多,同样过表达ZmDWF4拟南芥植株分枝数株高显著增加(Liu etal.2007)。拟南芥中异位过表达AtDWARF4增加植株株高,单株种子产量增加59%(Choe etal.,2001)。在拟南芥DWF4突变体中超表达玉米DWF4株高比野生型显著增加(Liu et al.,2007)。棉花DWF4基因在番茄中表达,果实重量增加,并且成熟加速,果实蛋白质、维生素C及可溶性糖含量显著增加(Ye et al.,2015)。

除了在草本植物中,木本植物调控BR合成,可以达到改变植物生物量的生成。超表达BR合成关键基因PagDET2促进转基因植株高生长(李泽华等,2020),催化最后一步的酶PtCYP85A3基因的超表达可以明显促进转基因杨树CS含量的增加,同时明显增加植株株高、茎鲜重和叶片大小,另外还可以增强木质发育,增加木质部面积,促进杨树的木质发育从而使茎增粗、同时木质部中的细胞壁物质也明显增多,但是不影响次生细胞壁的增厚,表现为次生壁厚度及其中的纤维素和木质素的组分没有明显的变化(Yan Li Jin et al.2017)。因此,BR可以通过多种途径改良农作物,提高作物品质与产量。

据报道,AtCYP90D1参与BRs生物合成途径中多步的C-23羟基化反应(Ohnishi,T.,et al.2006),水稻中被克隆出来的与AtCYP90D1同源的两个基因OsCYP90D2/D3,参与BRs合成的C-23羟基化,他们的突变体具有典型的BR缺陷表型(Sakamoto,T.,et al.2012;Hui Liet al.,2013),另外,OsCYP90D2可以参与C-3脱氢反应。CYP90D1可以参与BRs合成多个反应,是合成通路中关键酶之一。

CYP90D1在拟南芥,水稻对植物影响研究已经比较清楚。但是,对于杨树PtoCYP90D1基因能不能在植物体内过量表达以提高植物体内BRs含量,并进而提高植株的生物量目前还没有报道。

基于此提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种调控杨树生长量的油菜素内酯合成基因PtoCYP90D1及其应用。

为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:

本发明提供了一种调控杨树生长量的油菜素内酯合成基因PtoCYP90D1,所述油菜素内酯合成基因PtoCYP90D1的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

本发明还提供了编码所述油菜素内酯合成基因PtoCYP90D1的氨基酸序列,所述氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

本发明还提供了一种引物对,所述引物对的核苷酸序列如SEQ ID NO.3~4所示;

所述引物对用于扩增所述的油菜素内酯合成基因PtoCYP90D1。

本发明还提供了所述的油菜素内酯合成基因PtoCYP90D1在提高木本植物木材生物量中的用途。

本发明还提供了一种植物表达载体,所述植物表达载体包括所述的油菜素内酯合成基因PtoCYP90D1、35S启动子和空载载体;

所述空载载体为pSH737。

本发明还提供了所述的植物表达载体在提高木本植物木材生物量中的用途。

本发明还提供了一种重组菌,包括所述的植物表达载体和受体菌株;

所述受体菌株为:农杆菌LBA4404。

本发明还提供了所述的重组菌在提高木本植物木材生物量中的用途。

本发明还提供了一种提高杨树木材生物量的育种方法,包括如下步骤:

(1)将杨树无菌苗叶片置于所述的重组菌的菌悬液中,浸泡6~10min,得到携带菌体的杨树外植体;

(2)将携带菌体的杨树外植体置于共培养培养基中,23~27℃培养40~56h,转接至诱导培养基中培养,得到抗性芽;

(3)切下抗性芽转接至生根培养基中,继续培养至不定根生长完全,得到转基因杨树苗;

所述共培养培养基以水为溶剂,包括如下浓度的组分:

MS4.0~5.0g/L、蔗糖28~32g/L、玉米素1.9~2.1mg/L、萘乙酸0.9~1.1mg/L、琼脂7.0~8.0g/L;

所述共培养培养基的pH为5.8~6.0;

所述诱导培养基以水为溶剂,包括如下浓度的组分:

MS4.0~5.0g/L、蔗糖28~32g/L、玉米素1.9~2.1mg/L、萘乙酸0.9~1.1mg/L、琼脂7.0~8.0g/L、特门汀190~210mg/L、卡那霉素95~105mg/L;

所述诱导培养基的pH为5.8~6.0;

所述生根培养基以水为溶剂,包括如下浓度的组分:

MS2.0~2.5g/L、蔗糖28~32g/L、萘乙酸0.09~0.11mg/L、琼脂5.5~6.5g/L、特门汀90~110mg/L、卡那霉素95~105mg/L;

所述生根培养基的pH为5.8~6.0。

本发明提供了一种调控杨树生长量的油菜素内酯合成基因PtoCYP90D1及其应用。本发明的优点为:

本发明以毛白杨为材料,克隆了PtoCYP90D1基因;同时鉴定了毛白杨不同组织PtoCYP90D1基因表达量;构建过量表达载体pSH373-35S-PtoCYP90D1,该基因位于启动子35S之后,在启动子35S的驱动下,PtoCYP90D1可在杨树体内高效表达,从而调控杨树的生物量;其中,PtoCYP90D1基因是调控杨树生物量的关键基因。

本发明通过将PtoCYP90D1基因转入杨树,过量表达PtoCYP90D1的转基因杨树与野生型相比,明显增高、增粗,且木质部细胞数量明显增多,同时转基因干鲜重增加,木质素纤维素变化,说明PtoCYP90D1基因是调控杨树生物量的关键调节基因,在林木基因工程领域和无性系林业领域有重要的应用价值。

附图说明

图1为PtoCYP90D1和油菜素内酯合成基因在拟南芥、水稻和杨树的系统进化树。

图2为拟南芥、水稻和杨树的CYP90D1蛋白序列的比对结果(其中,proline-richdomain为富含脯氨酸的结构域;dioxygen binding domain为分子氧结合域;steroidbinding domain为类固醇结合域;heme binding domain为血红素结合域)。

图3为PtoCYP90D1基因在毛白杨不同组织中的表达量(不同字母表示极显著差异,P<0.01)。

图4为杨树遗传转化及鉴定(A为共培养;B为愈伤组织培养;C为抗性芽培养;D抗性苗形成;E为毛白杨树苗叶片GUS染色;F为转基因杨树PCR鉴定,m:ML 1200marker,G:阳性对照,WT:野生型植株,1~5:转基因植株;G为移栽苗生长情况,WT为野生型,TP为转基因植株)。

图5为过量表达PtoCYP90D1的转基因杨树的转录水平定量检测图。

图6为过量表达PtoCYP90D1的转基因杨树与野生型杨树大苗产量统计图(A为株高图、B为茎粗图、C为叶长和叶宽图)。

图7为过量表达PtoCYP90D1的转基因杨树与野生型杨树茎、叶干鲜重结果(上图为茎干鲜重,下图为为叶干鲜重)。

图8为过量表达PtoCYP90D1的转基因杨树与野生型杨树茎、叶脉显微观察结果(上图为叶脉发育比较;下图为茎木质部宽度比较左边为野生型,右边为转基因植株)。

图9为过量表达PtoCYP90D1的转基因杨树与野生型杨树叶、茎木质素纤维素含量比较图(A为叶中木质素含量,B为茎中木质素含量,C为叶中纤维素含量,D为茎中纤维素含量)。

图10为过量表达PtoCYP90D1的转基因杨树与野生型杨树油菜素内酯含量比较图。

具体实施方式

本发明实施例中所用的杨树为毛白杨无菌苗。

下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

PtoCYP90D1基因的克隆

以拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtCYP90D1蛋白序列作为搜索模板,在毛果杨(Populus trichocarpa)基因组数据库(https://phytozome.jgi.doe.gov/pz/portal.html)中共找到同源基因2条(Potri.001G200100和Potri.003G038200)。通过序列比对得知Potri.003G038200与拟南芥AtCYP90D1相似度最高。因此,参考Potri.003G038200CDS,并以毛白杨(Populus tomentosa)DNA为模板,使用特异引物,利用高保真聚合酶Prime STAR进行PCR扩增获得毛白杨CYP90D1基因序列,并命名为PtoCYP90D1基因。将克隆得到的PtoCYP90D1基因连接至pSH737载体,转化大肠杆菌并测序,得到PtoCYP90D1基因序列,所述PtoCYP90D1基因序列如SEQ ID NO.1所示,编码所述PtoCYP90D1基因的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。特异引物的序列如SEQ ID NO.3~4所示。

SEQ ID NO.1为:ATGGACAGTTTATTGTGGATTTTGTTAGCAATCTTCTTGTCCTGCAGTAGTACCATAATATTTCTGTACAGGAACAGCAGCTGGTTTAGTAATAGAATTATGACGATGGTGATGATGATGATCAAATCATCATCAATGTACGAAAAAACCTTACTTCCTTTAGGCGCTCTTGGATGGCCCTTTATCGGCGAAACCATCGACTTCGTTTCCTGTGCTTACTCAGACCGCCCTGAAAGCTTCATGGATAAACGTCGTCGCATGTACGGGAAGGTGTTCAAGTCACATATATTTGGAAGTCCTACAATAGTATCAACAGATGCAGAAGTGAGCAAATTTATACTACAAAGTGATGCAAGGTTGTTCGTTCCTTCTTACCCGAAATCTCTCACTGAGTTGATGGGAAAATCTTCAATTTTGCTCATCAATGGGAGCTTACAAAGGAGAATTCATGGACTCATAGGTGCCTTCTTCAAGTCACCTCATCTCAAAGCTCAAATCACTCGAGACATGCAAAGTTATGTTCAAGAATCAATGGAGAAATGGAGAGAAGACCACCCCATTTTCATACAAGATGAAACCAAGAATATAGCCTTTCAAGTGTTGGTCAAGGCATTGATTAGTTTGGATCCTGGTGAAGAAATGGAGTTGCTAAAAAAACAGTTCCAAGAATTCATTGCAGGGCTCATGTCTTTACCTTTAAAAAACATTCCTGGAAGCCAACTTTATCGATCATTACAGGCAAAGAAAAAAATGGTGAAGTTAGTGCAAAAAATTATCAAATCTAAGAGAGATCATGGGATGATTTCAATGGTACCAAAAGATTTAGTGCAAGTGTTGCTTAACGATGCAAGCGAACAACTAACAGATGATTTGATAGCTGATAATATGATCGACATGATGATACCTGGCGAAGATTCAGTCCCAGTCCTTATGACTCTTGCTGTTAAATACCTTTCAGACTGCCCTCCTGCGCTACACCAATTGACGGAGGAGAACATGAAATTGAAAAGTCTCAAAGCTCAGCATGGGGAGCCGATGTGCTGGAGTGATTATTTATCTCTACCCTTTACACAAACAGTGATTACAGAAACCCTAAGAATGGGGAACATTATAATTGGGGTGATGAGAAAGGCGATGAAGGACATAGAGATTAAAGGGTATTTGATACCCAAAGGATGGTGTGCTTTTGCATACTTCAGATCAGTTCATCTTGATGAAAACAACTATGAGTGGCCTTACCAGTTCAATCCATGGAGGTGGCAAGACAAGGATATGAGCAATAGTAGCTTCACTCCATTTGGAGGAGGACAAAGATTATGTCCTGGACTTGACTTGGCCAGGCTGGAAGCTTCAATTTTCTTGCACCACTTTGTCACCCAGTTTAGATGGGTGGCTGAGGACGATACTATTGTAAATTTCCCTACTGTGAGGATGAAGAGAAGAATGCCGATTTGGGTCAAAAGGAGAGGAGAAAATTAA。

SEQ ID NO.2为:MDSLLWILLAIFLSCSSTIIFLYRNSSWFSNRIMTMVMMMIKSSSMYEKTLLPLGALGWPFIGETIDFVSCAYSDRPESFMDKRRRMYGKVFKSHIFGSPTIVSTDAEVSKFILQSDARLFVPSYPKSLTELMGKSSILLINGSLQRRIHGLIGAFFKSPHLKAQITRDMQSYVQESMEKWREDHPIFIQDETKNIAFQVLVKALISLDPGEEMELLKKQFQEFIAGLMSLPLKNIPGSQLYRSLQAKKKMVKLVQKIIKSKRDHGMISMVPKDLVQVLLNDASEQLTDDLIADNMIDMMIPGEDSVPVLMTLAVKYLSDCPPALHQLTEENMKLKSLKAQHGEPMCWSDYLSLPFTQTVITETLRMGNIIIGVMRKAMKDIEIKGYLIPKGWCAFAYFRSVHLDENNYEWPYQFNPWRWQDKDMSNSSFTPFGGGQRLCPGLDLARLEASIFLHHFVTQFRWVAEDDTIVNFPTVRMKRRMPIWVKRRGEN。

SEQ ID NO.3为正向引物,其序列为TGGAGAGAAGACCACCCCAT;

SEQ ID NO.4为反向引物,其序列为CGTCAATTGGTGTAGCGCAG。

实施例2

PtoCYP90D1基因植物表达载体构建

利用通路克隆技术构建PtoCYP90D1基因的过量表达载体,使用实施例1的特异引物,以毛白杨cDNA为模板,进行PCR扩增,将PtoCYP90D1基因CDS导入空载载体pSH737中,在PtoCYP90D1基因的5’端组装强启动子35S,它能使PtoCYP90D1基因在杨树体内高效表达。

在载体质粒上组装卡那霉素Kana作为转基因杨树的筛选标记,可以用卡那霉素进行转基因杨树的筛选,在载体质粒组装LB(tggcaggatatattgtggtgtaaac)和RB(tgacaggatatattggcgggtaaac)序列,LB的序列如SEQ ID NO.5所示,RB序列如SEQ ID NO.6所示,促进组装于其间的PtoCYP90D1基因表达框架和筛选标记基因Kana整体至杨树受体染色体中,通过PCR检测及测序验证,确认过量表达载体构建成功,命名为pSH-35S-PtoCYP90D1。该基因位于启动子35S之后,在启动子35S的驱动下,PtoCYP90D1基因可在杨树体内高效表达。

实施例3

PtoCYP90D1基因序列分析

利用DNAMAN软件对毛白杨与拟南芥(Arabidopsis thaliana)、毛果杨(Populustrichocarpa)和水稻(Oryza sativa)的CYP90D1进行序列比对,分析结果如图1所示。使用软件MEGA10.0利用NJ法构建PtoCYP90D1与拟南芥(Arabidopsis thaliana)、毛果杨(Populus trichocarpa)和水稻(Oryza sativa)的BR合成酶构建系统进化树(bootstrap=1000),进行同源性分析。结果如图2所示。

图1~2以及分析结果显示,PtoCYP90D1基因编码区全长1479bp,PtoCYP90D1基因与拟南芥AtCYP90D1核酸序列相似度为51.0%,基因结构分析显示该基因在杨树基因组中具有8个外显子和7个内含子。它编码一个长度为493个氨基酸的蛋白质,与拟南芥相似度达73.3%,蛋白分子量为56.7kd,蛋白偏碱性其理论等电点(pⅠ)为8.97,蛋白结构分析表明PtoCYP90D1为一种C-23羟化酶(3-epi-6-deoxocathasterone 23-monooxygenase)。PtoCYP90D1蛋白序列与毛果杨PtCYP90D1同源度为76.4%,拟南芥AtCYP90D1的同源度为74.0%,水稻OsCYP90D2、OsCYP90D3次之,同时还可以看到,与拟南芥、毛果杨的CYP90C1同源性较其他BRs合成酶同源性更高。

以三月生毛白杨野生型植株的芽、嫩叶、老叶、节间、根和茎为材料。按照CTAB法提取总RNA,反转录成cDNA第一链,以毛白杨激动蛋白actin为内参,实时荧光定量PCR法检测PtoCYP90D1相对表达量。根据保守区设计并合成PtoCYP90D1引物,具体引物序列如SEQ IDNO.7~8所示,actin的引物序列如SEQ ID NO.9~10所示。每个实验设置3个生物和技术重复,相对表达量采用

SEQ ID NO.7为上游引物,具体引物序列为GACCACCCCATTTTCATACAAG;SEQ IDNO.8为下游引物,具体引物序列为AGCAACTCCATTTCTTCACCAG。

SEQ ID NO.9为上游引物,具体引物序列为GCTCCTCTGTTGAGAAGAACTAC;SEQ IDNO.10为下游引物,具体引物序列为CAATGAGAGAAGGCTGGAAGAG。

图3显示,PtoCYP90D1在毛白杨根、老叶和茎具有差异性表达,说明杨树油菜素内酯合成基因PtoCYP90D1参与了植物根生成、叶片成熟、茎发育等生长发育过程。

实施例4

PtoCYP90D1基因的遗传转化

将实施例2得到的植物表达载体pSH-35S-PtoCYP90D1导入大肠杆菌感受态DH5α后,提取阳性质粒,转入农杆菌LBA4404中,通过农杆菌介导将PtoCYP90D1基因转入杨树。转化步骤如下:农杆菌活化培养:将超低温保存的含有35S::CYP90D1植物表达载体的农杆菌菌株LBA4404接种到YEP固体培养基,28℃生化培养箱培养48h获得单菌落,挑取单菌落分别于10mL和30mL液体培养基活化和扩大培养,菌液OD600为0.3时,将菌液分装于50mL离心管中并于4℃、5000rpm、10min离心,留下白色沉淀,用重悬液(4.432g/LMS+30g/L蔗糖+100μmol/L乙酰丁香酮,调整pH至5.90)重悬菌体后,得到重组菌的菌悬液,待用。以毛白杨一月生无菌苗的叶片为外植体,切成1~2cm

所述共培养培养基为(4.432g/L MS+30g/L蔗糖+2.00mg/L玉米素+1mg/L萘乙酸+7.5g/L琼脂粉,调整pH至5.90);

所述诱导培养基为(4.43g/L MS+30g/L蔗糖+2.00mg/L玉米素+1mg/L萘乙酸+30g/L蔗糖+7.5g/L琼脂粉+200mg/L特门汀+100mg/L卡那霉素,调整pH至5.90);

所述生根培养基为(2.21g/L MS+30g/L蔗糖+0.1mg/L萘乙酸+6.0g/L琼脂粉+100mg/L Tim+100mg/L卡那霉素,调整pH至5.90)。

图4显示,PtoCYP90D1基因在转基因植株中均表达。WT1、WT2、WT3为野生型植株叶片;TP1~TP5为转基因植株。

实施例5

PtoCYP90D1基因的应用

将TP1~TP5转基因植株的地上茎20cm处、地上第7叶片的叶脉迅速切成1cm段,立即投入70%固定液(含70%乙醇:乙酸:甲醛=9:1:1(v:v)),真空泵抽气,4℃固定过夜7d以上;逐级乙醇脱水(50%三次,85%三次,95%+番红三次,无水乙醇3次,每次2h;二甲苯过渡不同配比及时间分配(无水乙醇+二甲苯(1:1(v:v))2h,二甲苯1.5h,二甲苯1h);浸蜡,将材料放在含有(石蜡屑:二甲苯=1:1(v:v))广口瓶中烘箱40℃24h,之后换纯石蜡浸泡三次,2h/次;包埋,将包裹材料的石蜡快速倒入包埋盒,并摆正位置,冷却包埋块,待用。修块后用玻璃刀切10μm切片,将完整较好的蜡片铺展于Gaupt粘黏剂载玻片上,放于40℃展片机机上烘烤3天,直至粘黏剂干透。脱蜡,二甲苯脱蜡缸浸泡6h,石蜡完全溶解,不同溶液配比过渡乙醇,无水乙醇和二甲苯各一半处理2h,之后以不同浓度的无水乙醇处理,每级3min(100%、100%、85%、50%)无水乙醇;染色,1%番红染色(叶脉叶柄2min,茎5min),利用加拿大树胶封片并于烘片机40℃烘干,于倒置光学显微镜下观察、照相及统计。采用ImageJ软件分别测量叶脉薄壁及其细胞、叶脉维管组织、叶厚度;测量和统计茎维管束内木质部细胞的大小、数目、原形成层细胞数目,髓细胞大小以及茎的直径。所有数据采用ANOVA分析。分析结果如图5~10所示。

由图5可知,转基因株系PtoCYP90D1的表达量明显高于WT的表达。图6和图7表明,过量表达PtoCYP90D1促进转基因株系各种生长指标与野生型相比明显增加,促进了转基因株系的生长发育。对转基因杨树组织显微结构进行观察,结果发现,相比野生型,转基因杨树叶脉木质部、韧皮部面积显著增加,分别为114%,93%,木质部细胞层数减少40%,韧皮部细胞层数无显著差异。茎显微观察结果发现,相比野生型,茎面积变化不明显,茎的木质部细胞层数显著增加76%,同时韧皮部显著增加72%。这表明过量表达PtoCYP90D1增强了转基因杨树叶和茎的木质部发育。图9的结果显示,细胞壁干物质总量与木纤维细胞壁厚度,次生细胞壁组分和木质部有关。测定了过量表达PtoCYP90D1转基因植株细胞壁木质素、纤维素的含量,探究过量表达PtoCYP90D1杨树对干物质细胞壁的影响。将野生型植株和转基因植株干燥后的叶,茎段研磨成粉状,过20目筛,测定其木质素、结晶纤维素含量的变化。结果显示,叶的纤维素显著降低15%~50%,而转基因植株叶、茎的木质素含量变化均不明显。最后图10说明了过量表达的PtoCYP90D1促进了转基因株系内源BR激素含量的增加,大大促进了转基因毛白杨的生长。过量表达PtoCYP90D1的转基因杨树与野生型比较明显增高增粗,且木质部宽度显著增加,茎木质素和纤维素含量增加,转基因杨树内源油菜素内酯水平提高,说明杨树油菜素内酯合成基因PtoCYP90D1是控制杨树木质部发育的重要调节因子,在林木基因工程和林业工程领域有重要应用价值;说明PtoCYP90D1基因可以显著提高植物生长,并可以促进木质部发育。

由以上实施例可知,本发明提供一种调控杨树生长量的油菜素内酯合成基因PtoCYP90D1及其应用。本发明通过将PtoCYP90D1基因转入杨树,过量表达PtoCYP90D1的转基因杨树与野生型相比,明显增高、增粗,且木质部细胞数量明显增多,同时转基因干鲜重增加,木质素纤维素变化,说明PtoCYP90D1基因是调控杨树生物量的关键调节基因,在林木基因工程领域和无性系林业领域有重要的应用价值。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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