一种促进杨树茎伸长和高生长的miRNA及其应用

本发明涉及植物基因工程领域，特别是涉及一种促进杨树茎伸长和高生长的mirna及其应用。

背景技术：

1、作为木材需求大国，现有的木材供不应求，需要大量依赖进口。因此，提高树木生长速度，增加木材产量和改良材质材性是缓解该矛盾的重要手段。由于传统育种周期长、见效慢，分子育种已成为林木育种的重要方向。木材由维管组织发育而来，在许多树木中被称为次生木质部，是成熟木质茎和根的主要部分，占据了陆生植物生物量的主要部分。早在人们开始了解其结构和功能的深层细节之前，木质部就已是人类活动中最重要的原材料之一。提高木材的质量和数量以及人均森林面积是缓解木材供需矛盾、实现木材资源保护和经济可持续发展的重要途径。

2、杨树是在世界范围内广泛种植的速生用材树种和生物能源树种，具有巨大的经济价值和生态价值，为木材市场发展做出了巨大的贡献。环境适应性强和成活率高的杨树用途广泛，可被加工成多种木制品以满足消费者的需求，具有重要的经济价值，同时也可治理和保护生态环境，具有重要的生态价值。然而，杨树传统品种选育主要依靠杂交育种和多倍体育种，较长的育种周期和育种目标的不明确严重影响杨树育种的效率。随着杨树遗传研究的不断进步与多个杨树品种基因组数据的公布，通过生物技术对杨树品质进行有针对性的改良是目前选育高质量与高产量杨树优良品种的重要途径，也是解决木材需求的有效方法。

3、节间长度是影响树高的决定性因素之一，是反映最佳冠层结构的重要指标，直接影响树木光合效率。近年来，不断有关于杨树维管组织发育与茎伸长相关的研究报道，挖掘或验证参与树木高生长的调控因子，如蛋白、相关基因和microrna等，以期望通过分子技术对杨树品种进行遗传改良，培育出高质高产的杨树新品种。对树木茎伸长和高生长过程中的关键基因的调控机理研究，不仅能为树木的高生长机制提供科学依据，也能够为树木的遗传改良与产量提高提供理论指导，具有很高的研究价值。因此，本发明提供一种促进杨树茎伸长和高生长的mirna。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种促进杨树茎伸长和高生长的mirna及其应用，以解决上述现有技术存在的问题，该mirna在杨树体内高效表达，可增加植株茎节间纵向上的木质部纤维细胞数目，进而使杨树节间长度和植株高度显著增加，为杨树遗传育种和改良提供重要技术指导。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种促进杨树茎伸长和高生长的mirna，所述mirna为pde-mir390b，其成熟体序列如seq id no：1所示。

4、进一步地，所述pde-mir390b的编码基因核苷酸序列如seq id no：4所示。

5、本发明还提供一种用于扩增上述的mirna的引物组，所述引物组包括seq id no：2所示的上游引物和seq id no：3所示的下游引物。

6、本发明还提供一种重组载体，包括上述的mirna。

7、本发明还提供一种重组菌，包括上述的重组载体。

8、本发明还提供一种根据上述的mirna或上述的引物组或上述的重组载体或上述的重组菌在促进杨树生长中的应用。

9、进一步地，所述应用具体为调控杨树节间长度和植株高度中的应用。

10、进一步地，所述调控杨树节间长度和植株高度包括促进杨树茎节间纵向上的木质部纤维细胞数目增加。

11、本发明公开了以下技术效果：

12、本发明以i69×i63杂交黑杨为材料，克隆了pde-mir390b编码基因，同时构建了pde-mir390b编码基因的过量表达载体，使该基因在717杂交杨中过量表达，实验结果显示，过表达pde-mir390b基因的转基因杨树与野生型相比，节间长度和植株高度显著增加。本研究为杨树遗传育种和改良奠定重要基础，并能进一步完善木本植物生长发育的分子调控机制研究，同时对于木本植物高生长和树形调整等生产问题具有重要理论指导意义。

技术特征：

1.一种促进杨树茎伸长和高生长的mirna，其特征在于，所述mirna为pde-mir390b，其成熟体序列如seq id no：1所示。

2.根据权利要求1所述的mirna，其特征在于，所述pde-mir390b的编码基因核苷酸序列如seq id no：4所示。

3.一种用于扩增权利要求1-2任一项所述的mirna的引物组，其特征在于，所述引物组包括seq id no：2所示的上游引物和seq id no：3所示的下游引物。

4.一种重组载体，其特征在于，包括权利要求1所述的mirna。

5.一种重组菌，其特征在于，包括权利要求4所述的重组载体。

6.一种根据权利要求1-2任一项所述的mirna或权利要求3所述的引物组或权利要求4所述的重组载体或权利要求5所述的重组菌在促进杨树生长中的应用。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述应用具体为调控杨树节间长度和植株高度中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述调控杨树节间长度和植株高度包括促进杨树茎节间纵向上的木质部纤维细胞数目增加。

技术总结
本发明公开了一种促进杨树茎伸长和高生长的miRNA及其应用，属于植物基因工程领域。该miRNA为pde‑miR390b，其成熟体序列如SEQ ID NO：1所示，编码基因序列如SEQ ID NO：4所示。本发明克隆了pde‑miR390b编码基因，同时构建了pde‑miR390b编码基因的过量表达载体，使该基因在717杂交杨中过量表达，实验结果显示，过表达pde‑miR390b基因的转基因杨树与野生型相比，节间长度和植株高度显著增加。本发明为杨树遗传育种和改良奠定重要基础，并能进一步完善木本植物生长发育的分子调控机制研究，同时对于木本植物高生长和树形调整等生产问题具有重要理论指导意义。

技术研发人员：施雪萍,郑波,史巧芳,田冬冬,陈奥俐,苗雨晴,王婕羽,陈一鸣,李俊,杜克兵
受保护的技术使用者：华中农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12