84K杨PagMYB4基因及其用途

本发明涉及基因工程，具体涉及84k杨pagmyb4基因及其在调控植株干旱胁迫耐受性方面的用途。

背景技术：

1、干旱是一个长期存在的世界性难题，全球干旱半干旱地区约占陆地面积的35％，遍及世界60多个国家和地区。随着全球气候变暖加剧，干旱等极端事件的发生频率显著增加。而植物因为无法像动物一样自由移动去寻找水源，干旱胁迫对其影响更为显著。据报道，干旱胁迫不仅可以抑制植物正常的生长发育，甚至还可以通过影响其组织内次生代谢物质的含量从而改变植物的干旱耐受性。

2、在植物长期的进化过程中，植物获得了一系列的生物化学和分子机制以抵御干旱胁迫。其中植物通过关闭气孔、减缓生长、衰老和休眠等“减少干旱下水分和养分的消耗；植物还利用强大的根系、向水性以及c4和cam光合途径等从土壤中获取水分和养分，以及活性氧清除是植物体内重要的耐性机制。杨树作为一种模式树种，是三北防护林的主体树种，但品种单一,在生长过程中及易受到干旱、盐碱等非生物胁迫的危害，很大程度上影响其生长，甚至导致植株死亡，对农林业生产造成重要的影响。研究林木抗旱分子机理和培育抗旱新品种对干旱土地利用、生态环境建设与恢复、林业经济效益提高具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种从杨树中克隆得到的参与杨树干旱胁迫响应的基因，将其应用到耐旱树种的育种和生产当中。

2、为实现上述目的，本发明基于转录组测序结果鉴定到一个参与杨树干旱耐受的基因，已课题组前期鉴定到的84k为材料，克隆了该基因全场cds序列，相应核苷酸序列如seqid no.1所示，将其命名为pagmyb4.

3、pagmyb4基因全长cds全长807bp，编码的蛋白质由269个氨基酸残基组成，氨基酸序列如seq id no.2所示。该蛋白质分子量为29.86kda。

4、pagmyb4表达模式分析：通过荧光定量pcr技术分析，pagmyb4在叶片中高表达，尤以成熟叶中最高；在干旱胁迫条件下，84k中pagmyb4表达量随处理时间的延长逐渐提高，处理12h后达到最大，随后显著下降。

5、进一步，本发明利用农杆菌介导的遗传转化验证pagmyb4基因功能，过表达pagmyb4后拟南芥植株中pagmyb4的表达量显著上调，在8％peg胁迫条件下生长的oe-pagmyb4植株的生物量显著高于对照植株。

6、进一步的，发现相较于野生型，过表达植株具有较高的apx。

7、本发明提供了所述的pagmyb4基因或与seq id no.1所示序列具有至少70％同源性且编码的蛋白在功能上等价的同源基因在调控林木对干旱胁迫耐受性方面的应用。

8、具体的，所述应用为利用生物技术手段使得林木的pagmyb4基因或同源基因过表达，进而提高作物对盐胁迫的耐受性。

9、进一步的研究表明，林木的pagmyb4基因或同源基因功能过表达后，减少其活性氧爆发。

10、进一步的，所述林木为杨树。杨树pagmyb4基因过表达受植株的耐旱性显著提高。

11、进一步的，利用农杆菌介导的遗传转化方法侵染拟南芥从而过表达pagmyb4基因。具体的，所述应用包括：首先将核苷酸序列如seq id no.1所示的pagmyb4基因片段插入到pbi121载体的xbai位点间，构建重组载体pbi121:pagmyb4，再将重组载体转化农杆菌gv3101，然后侵染拟南芥，获得耐旱性增强的突变体植株。

12、本发明具备的有益效果。

13、本发明通过对杨树pagmyb4基因的克隆和分析，并结合农杆菌介导的遗传转化方法过表达pagmyb4基因对该基因功能验证，发现pagmyb4基因表达与杨树耐旱性密切相关。本发明为林木尤其杨树的耐旱育种与生产提供了理论依据和相关基因。

技术特征：

1.84k杨pagmyb4基因，其特征在于，该基因的cds区核苷酸序列如seq id no.1所示。

2.如权利要求1所述的84k杨pagmyb4基因编码的蛋白质，其特征在于，其氨基酸序列如seq id no.2所示。

3.cds区核苷酸序列如seq id no.1所示的pagmyb4基因或与seq id no.1所示序列具有至少70％同源性且编码的蛋白在功能上等价的同源基因在调控杨树对干旱胁迫耐受性的应用。

4.如权利要求3所述的应用，其特征在于，所述应用为：利用生物技术手段使得杨树的pagmyb4基因或同源基因功能缺失，降低杨树对干旱胁迫的耐受性。

5.如权利要求4所述的应用，其特征在于，杨树的pagmyb4基因或同源基因缺失后，减少其apx的含量。

6.如权利要求4所述的应用，其特征在于，所述应用包括：利用农杆菌介导的遗传转化技术导致所述pagmyb4基因或同源基因的表达提高，从而获得干旱胁迫的耐受性增强的突变体植株。

7.如权利要求3所述的应用，其特征在于，所述物种为杨树或拟南芥。

8.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述应用包括：首先讲核苷酸序列seq idno.3所示的pagmyb4基因片段插入到pbi121载体的xbai位点间，构建重组载体pbi121：pagmyb4，提取质粒转化农杆菌gv3101后侵染拟南芥，获得干旱耐受性增强的突变体植株。

技术总结
本发明公开84K杨PagMYB4基因及其用途，属于基因工程技术领域。所述84K杨PagMYB4基因的CDS区核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。本发明通过对84K杨PagMYB4基因的克隆和分析，并结合农杆菌介导的遗传转化技术在拟南芥中过表达PagMYB4对该基因功能验证，发现PagMYB4基因表达与植物抗旱密切相关。本发明为杨树耐旱育种与生产提供了理论依据和相关基因。

技术研发人员：谢剑波,谭书贤
受保护的技术使用者：北京林业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25