Myb37蛋白及其编码基因在调控植物种子产量中的应用_2

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[0038] 实验证明,相比野生型对照植株,MYB37基因过表达株系种子的产量显著提高。本 发明对植物高产分子机制的研究具有重要意义;另外,该基因在培育高产植物品种中具有 新的功能,从而为培育高产作物新品种提供了重要的可能性,对农业生产具有重大意义。
【附图说明】
[0039] 图1为实时荧光定量PCR检测过表达材料中MYB37 mRNA的表达情况。
[0040] 图2为MYB37过表达株系种子产量相关统计结果。**表示与Col-O组相比,差异极显 著(P〈0.01)。其中,A为株高形态图片;B为株高统计结果;C为单株果荚数目统计结果;D为单 个果荚种子数统计结果;E为单株种子干重统计结果。
【具体实施方式】
[0041 ]下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。
[0042] 下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
[0043] 下述实施例中的%,如无特殊说明,均为质量百分含量。以下实施例中的定量试 验,均设置三次重复试验,结果取平均值。
[0044] pCAMBIA-1300-221 载体:由清华大学提供(记载文献:Lijing Liu,Yiyue Zhang, Sanyuan Tang,et al.An efficient system to detect protein ubiquitination by agroinfiltration in Nicotiana benthamiana.The Plant Journal,2010(61):893-903.)。在pCAMBIA-1300-221载体中,位于多克隆位点(MCS)上游的启动子为35S启动子。在 pCAMBIA-1300-221载体中,含有GFP基因。口0厶1?1厶-1300-221载体相关信息:11?口:// www.cambia.org/daisy/cambia/materials/vectors/585.html。
[0045] 拟南芥野生型(Col-Ο生态型):拟南芥野生型种子(Arabidopsis thaliana, ecotype Columbia-0),为拟南芥生物研究中心(ABRC,https ://www.arabidopsis .org/)的 产品。
[0046] 根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens):根癌农杆菌菌株GV3101,由清华大学 提供(记载文南犬:R.Berres,L.otten,B.Tinland et al.Transformation of vitis tissue by different strains of Agrobacterium tumefaciens containing the T_6b gene.Plant Cell Reports,1992(11):192-195.)〇
[0047] 大肠杆菌(Escherichia coli)菌株DH5a(DE3)感受态:为全式金生物有限公司产 品。
[0048] 实施例1、MYB37转基因植物的获得及鉴定
[0049] 本实施例中所涉及的MYB37基因来源于拟南芥(Arabidopsis thaliana),其在拟 南芥基因组中的序列如序列表中序列1所示,序列1由1793个核苷酸组成,为所述MYB37基因 在拟南芥基因组中序列,其中第236-327及458-854位均为内含子序列;所述MYB37基因的 cDNA序列如序列表中序列2所示,序列2由1304个核苷酸组成,为所述MYB37基因的cDNA序 列,其中第100-1089位为编码序列(0RF);序列1和序列2均编码序列表中序列3所示的蛋白 质,序列3由329个氨基酸残基组成。
[0050] 一、重组表达载体 PCAMBIA-1300-221-MYB37 的构建
[00511提取拟南芥野生型(Col生态型)的总RNA,反转录后获得cDNA。以所得cDNA为模板, 通过引物1与引物2进行PCR扩增,反应结束后对其产物进行纯化,表明扩增得到约1000 bp片 段,测序表明,该片段具有自序列表中的序列2自5'端起第100-1086位核苷酸序列。
[0052] 引物1:5 ' -CTAGTCTAGAATGGGAAGAGCTCCGTGTT-3 '(下划线部分为Xba I的识别位 点,该序列的第11-29位为序列2的第100-118位);
[0053] 引物2:5 ' -CGGGGTACCGGAGTAGAAATAGGGCAAGC-3 '(下划线部分为Kpn I的识别位 点,该序列的第10-29位为序列2的第1067-1086位的反向互补序列)。
[0054]用限制性内切酶Xba I和Kpn I双酶切以上所得PCR产物,胶回收酶切片段,与经过 同样双酶切的pCAMBIA-1300-221载体骨架相连,得到重组质粒。将所述重组质粒送样测序, 将经测序表明在pCAMBIA-1300-221载体的酶切位点Xba I和Kpn I之间插入序列2的第100- 1086位所示0麻片段的重组质粒命名为?041?14-1300-221-]\〇^37。在重组表达载体 PCAMBIA-1300-221-MYB37中,启动所述MYB37基因转录的启动子为35S启动子。
[0055] 在重组表达载体pCAMBIA-1300-221-MYB37的构建过程中,也可以人工合成的序列 表的序列2所示的MYB37基因为模板。
[0056] 二、MYB37转基因拟南芥的获得及鉴定
[0057] I、MYB37转基因拟南芥及转入pCAMBIA-1300-221空载体的拟南芥植株的获得
[0058] 将步骤一构建的重组表达载体 pCAMBIA-1300-221-MYB37 及 pCAMBIA-1300-221 空 载体通过冻融法导入农杆菌GV3101感受态。对转化后的重组农杆菌用由引物1和引物2组成 的引物对进行PCR鉴定。将经鉴定表明含有MYB37基因(PCR目的条带大小为1000 bp左右)的 农杆菌GV3101命名为pCAMBIA-1300-221-MYB37;将转入pCAMBIA-1300-221空载体的农杆菌 GV3101 命名为空-GFP/pCAMBIA-1300-221。
[0059] 采用用农杆菌花序侵染的方法(SJ Clough,AF Bent.Floral dip:a simplified method for Agrobacterium-mediated transformation of Arabidopsis thaliana.The Plant Journal,1998,16(6): 735-743 ·)将上述所得的重组农杆菌pCAMBIA-1300-221-MYB37(或空-GFP/pCAMBIA-1300-221)转化拟南芥野生型(Col生态型)。
[0060] 转化后进行潮霉素抗性筛选,在含40mg/L潮霉素的MS培养基上培养,收集具有潮 霉素抗性的转基因拟南芥的种子,获得具有潮霉素抗性的两种转基因苗,即转入PCAMBIA-1300-221-MYB37的拟南芥植株和转入pCAMBIA-1300-221空载体的拟南芥植株(T 1R)。
[00611 2、MYB37转基因拟南芥鉴定
[0062] (1)遗传学分离比方法鉴定插入拷贝数
[0063]根据遗传学原理,单拷贝插入之后自交后代会产生3:1的分离比。结合统计学的方 法,统计抗生素培养基上抗性苗和非抗性苗的数量。用分离比方法鉴定出转基因植株为单 拷贝插入的株系(单拷贝MYB37转基因拟南芥),从而用于纯合体的筛选。
[0064] (2)转基因拟南芥OEl和0E6纯合系的筛选
[0065]经上述鉴定分析后,选择其中二个具有代表性的单拷贝MYB37转基因拟南芥株系, 分别记为OEl和0E6 (T1R)。播种于含40mg/L潮霉素 MS培养基上,经过连续2代筛选,以所有 自交后代均能正常生长(即所有后代均具潮霉素抗性)的亲本植株为纯合系,最终获得T 3代 转基因拟南芥OEl和0E6的纯合系植株,作为实验材料进行以下种子产量相关统计。
[0066] 三、转基因拟南芥OEl和0E6纯合系中MYB37基因表达量分析
[0067] 提取拟南芥野生型(Col-Ο生态型)和过表达植株(0E1和0E6)的总RNA,利用实时荧 光定量PCR检测材料中MYB37基因在转录水平上表达情况。具体如下:
[0068] 1、转录水平分析(RNA表达量)
[0069]以上述获得的转基因拟南芥植株(0E1和0E6)及拟南芥野生型(Col-Ο生态型)为实 验材料。各实验材料在平皿中生长12天后进行收样,提取各实验材料的总RNA,反转录成单 链cDNA,然后通过实时荧光定量PCR方法分析MYB37基因在各实验材料中的表达情况。
[0070]其中,扩增MYB37基因的引物序列为:
[0071 ] MYB37RT-F1:5'-CGACAAGACAAAAGTGAAGCGA-3'(序
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