白樺BpMYB106基因、其氨基酸序列及應用
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種白樺基因、其氨基酸序列及應用。
【背景技術】
[0002] 隨著社會經濟發展和能源的不斷消耗，地球儲存的能源日益枯竭，樹木的木質組 織組成了全球陸地碳儲存量的20%，而這些碳量則來源于光合作用的產物。因此，增加木 本植物的固碳作用、生物材料產量及生物燃料的應用效率是解決可再生能源問題的重要途 徑，而提高林木的光合作用則成為有效的手段。
[0003] 植物光合作用普遍存在低效性，光合作用中植物將光能轉化用以植物生長的效率 僅為2%~4%。實際中的光合效率與潛在光合效率存在著很大差距，植物光合效率具有可 提高的空間。對林木光合作用的研宄及效率上的提高，不僅是生命科學中基礎理論問題研 宄的一方面，它也已經與人們面臨的能源危機、資源危機和環境危機等問題的解決有著密 切的關系。
[0004] 傳統的育種手段難以在短期內實現林木高光效性狀改良的需求。近年來生物技術 的發展以及分子育種研宄的興起，為利用基因工程手段改良林木、加速林木新品種的選育 奠定基礎。通過轉基因手段，向植物體中導入一個可調控下游光合基因表達的轉錄因子，能 夠有效提高植物光合速率。因此研宄林木調控光合基因的轉錄因子十分必要。
[0005] 目前研宄較多的是對光合基因的間接調控因子，一般是在植物逆境脅迫下做出應 答響應，此類轉錄因子主要包括：CBF/DREB轉錄因子，主要參與低溫脅迫，NAC(NAM、ATAF和 ⑶C)和ZF-HD(鋅指蛋白同源結構域）轉錄因子，主要參與干旱及高鹽脅迫，AREB/ABF(ABA 響應元件結合蛋白/ABA結合因子），是重要的依賴ABA的干旱應答轉錄因子，MYC/MYB轉 錄因子，是依賴ABA的干旱應答及生物脅迫應答因子。這四種轉錄因子分別能夠在植物非 生物或生物脅迫條件下，間接影植物響光合作用。在眾多轉錄因子家族中，MYB轉錄因子在 植物體內多個生命過程的調控，擬南芥CCA1(CIRCADIANCLOCKASSOCIATED1)及大麥中的 HvMCBlandHvMCB2屬于R1/2MYB家族的轉錄因子，均可直接調控參與光合作用過程的相關 基因，但植物R2R3-MYB類轉錄因子在直接調控光合作用基因的方面卻鮮有報道。
[0006] 白樺（BetulaplatyphyllaSuk.)是我國東北與內蒙古地區重要的造林樹種，是優 良的短周期闊用材樹種。通過轉基因手段對其進行遺傳改良，目的是培育速生、優質、高光 效的白樺新品種，同時對于基因工程育種手段加速林木品種改良也具有較大意義。
【發明內容】
[0007] 本發明提供一種白樺基因、其氨基酸序列及應用。
[0008] 本發明白樺BpMYB106基因的核苷酸序列如序列表中SEQIDNO:1所示。
[0009] 本發明編碼白樺BpMYB106基因的氨基酸序列如序列表中SEQIDNO:2所示。
[0010] 本發明白樺BpMYB106基因的應用是指在增加光合作用相關基因表達豐度上的應 用。
[0011] 本發明公開了白樺中的R2R3-MYB轉錄因子BpMYB106的編碼基因和應用，本發明 利用農桿菌介導法在白樺中過表達該基因，獲得的白樺轉基因株系具有毛狀體密度增加、 凈光合速率、蒸騰速率和生長速率均提高的特征。利用數字表達譜技術對野生型及轉基因 型白樺進行差異基因分析，發現轉基因白樺中的一些與光合作用直接相關的基因上調表 達，經酵母單雜技術驗證BpMYB106轉錄因子可以結合光合作用相關的順式作用元件，進而 直接調控光合基因，從而使白樺的光合速率及生長速率提高。通過本發明可培育出高光效、 速生的轉BpMYB106基因的白樺新品種，對林木分子育種的新品種培育方面具有重要的理 論及實際意義。
【附圖說明】
[0012] 圖1為實時熒光定量PCR分析BpMYB106基因在白樺各組織中的表達；
[0013] 圖2為BpMYB106基因cDNA片段擴增產物的電泳檢測圖，M為DL2000DNAMarker， 1 為BpMYB106 基因；
[0014] 圖 3 為大腸桿菌（pROKII-BpMYB106)菌液PCR檢測圖，M為DL2000DNAMarker， 1 為BpMYB106 基因；
[0015] 圖4為大腸桿菌（pROKII-BpMYB106)質粒雙酶切（BamHI/SacI)產物電泳 檢測圖，M為DL2000DNAMarker，1 為BpMYB106 基因；
[0016] 圖 5 為農桿菌（pROKII-BpMYB106)質粒PCR檢測圖，M為DL2000DNAMarker，1 為BpMYB106基因；
[0017] 圖6為白樺葉片外植體，箭頭指向為轉化BpMYB106基因的葉片Kan抗性愈傷組織 發生的位置；
[0018] 圖7為白樺莖段外植體，箭頭指向為轉化BpMYB106基因的莖段Kan抗性愈傷組織 發生的位置；
[0019] 圖8為轉化BpMYB106基因的葉片Kan抗性愈傷組織；
[0020] 圖9為轉化BpMYB106基因的莖段Kan抗性愈傷組織；
[0021] 圖10為轉化BpMYB106基因的Kan抗性叢生芽；
[0022] 圖11為轉化BpMYB106基因的白樺Kan抗性生根苗；
[0023] 圖12為轉基因白樺的DNA水平分子檢測；M為DL2000DNAMarker，1為野生型白 樺，2為pROKII-BpMYB106重組質粒，3~18為16個轉基因白樺株系；
[0024] 圖13為轉基因白樺的轉錄水平RT-PCR檢測；其中WT為野生型白樺，0E1-11為轉 基因白枠；
[0025] 圖14為轉基因白樺的轉錄水平qRT-PCR檢測，*P〈0. 05，#P〈0. 01 ;其中WT為野生 型白樺，0E1-11為轉基因白樺；
[0026] 圖15為轉基因白樺的葉片上表皮毛狀體密度檢測，其中WT為野生型白樺，0E1、 0E3、0E8、0E9和0E11為轉基因白樺；
[0027] 圖16為轉基因白樺的葉片下表皮毛狀體密度檢測，其中WT為野生型白樺，0E1、 0E3、0E8、0E9和0E11為轉基因白樺；
[0028] 圖17為轉基因白樺的株高的測定，*P〈0. 05，#P〈0. 01 ;其中WT為野生型白樺， 0E1、0E3、0E8、0E9 和 0E11 為轉基因白樺，a為WT，b為 0E1;c為 0E3,d為 0E8,e為 0E9,g 為0E11 ;
[0029] 圖18為生長8個月白樺株高比較，其中WT為野生型白樺，0E1、0E3、0E8和0E9為 轉基因白枠；
[0030] 圖19為轉基因白樺的氣孔形態觀察，實體顯微鏡下觀察氣孔，標尺長度為 100 y m，其中WT為野生型白樺，0E1、0E3、0E8和0E9為轉基因白樺；
[0031] 圖20為qRT-PCR驗證差異基因表達量，其中□為DEG測序，為qRT-PCR;
[0032] 圖21為酵母單雜交效應載體（pGADT7-Rec2-BpMYB106)菌液PCR檢測。M為 DL2000DNAMarker，1 為pGADT7-Rec2-BpMYB106 載體菌液PCR，+ 為pROKII-BpMYB106 質 粒PCR;
[0033] 圖22為酵母單雜交報告載體pHIS2-元件載體的菌液PCR檢測，M為DL2000DNA Marker，+為pHIS2空載體質粒PCR，其余電泳條帶分別為連接相應的元件序列的重組載 體；
[0034] 圖23為BpMYB106識別MYB和光響應元件的酵母單雜交分析；
[0035] 圖24為煙草瞬時侵染實驗驗證酵母單雜交結果。
【具體實施方式】
【具體實施方式】 [0036] 一：本實施方式白樺BpMYB106基因的核苷酸序列如序列表中SEQ IDNO:1 所示。
[0037] 本實施方式公開了白樺中的R2R3-MYB轉錄因子BpMYB106的編碼基因和應用，本 實施方式利用農桿菌介導法在白樺中過表達該基因，獲得的白樺轉基因株系具有毛狀體密 度增加、凈光合速率、蒸騰速率和生長速率均提高的特征。利用數字表達譜技術對野生型及 轉基因型白樺進行差異基因分析，發現轉基因白樺中的一些與光合作用直接相關的基因上 調表達，經酵母單雜技術驗證BpMYB106轉錄因子可以結合光合作用相關的順式作用元件， 進而直接調控光合基因，從而使白樺的光合速率及生長速率提高。通過本發明可培育出高 光效、速生的轉BpMYB106基因的白樺新品種，對林木分子育種的新品種培育方面具有重要 的理論及實際意義。
【具體實施方式】 [0038] 二：本實施方式編碼白樺BpMYB106基因的氨基酸序列如序列表中 SEQIDNO:2所示。
【具體實施方式】 [0039] 三：本實施方式白樺BpMYB106