一种青杨根系生长相关基因PcaSCL33及其应用的制作方法

本发明涉及一种青杨根系生长相关基因pcascl33及其应用，属于分子生物。

背景技术：

1、青杨(populus cathayana)属于杨属(populus l.)青杨派(tacamahaca)，是我国特有的乡土树种，具有生长速度快、适应性广、萌生力强和根系发达等优良特性。青杨因其木材轻柔、致密、耐朽力强，在解决工业建筑用材、胶合板材、纸浆材以及生态造林等方面均发挥着重要作用。杨树常通过扦插进行无性繁殖，以保持其优良特性，不定根生根能力对于提高繁殖效率和造林成活至关重要。研究表明，不同地区的青杨种质生根能力有显著差异，进而间接影响了植株后期生长发育。

2、目前，对杨树根系生长相关基因报道较少，杨树根系生长发育调控机制还未明确，因此，解析根相关性状遗传基础，有助于了解杨树根系生长发育调控通路，为高生物量和强再生能力基因型个体培育及遗传改良奠定一定的基础。

3、scr(scarecrow)基因是gras转录因子家族中的重要成员，调控植株的细胞分化和干细胞维持。在大多数物种中，scr基因在根中的内皮层细胞和静止中心中大量表达。拟南芥的scr突变体中，植株静止中心干细胞的维持受损，导致根生长受到抑制。

4、本发明人根据前期青杨自然群体全基因组关联分析结果，在根系相关性状中显著关联到青杨pcascl33基因，pcascl33属于scr基因家族，是scarecrow-like基因，可能在杨树根系生长中发挥着重要的作用；对参与青杨pcascl33基因的研究，有助于了解青杨根系生长发育机理，为后续转基因育种培育优良性状杨树品种打下良好的基础，进而提高杨树生物量，促进杨树木材和生态防护等产业的经济繁荣发展具有重要的现实意义和应用前景。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种青杨根系生长相关基因pcascl33。

2、本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种青杨根系生长相关基因pcascl33，其核苷酸序列如seq id no.1所示。

4、本发明的另一目的是提供一种青杨根系生长相关基因pcascl33的表达蛋白。

5、本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：

6、一种青杨根系生长相关基因pcascl33的编码蛋白，其氨基酸序列如seq id no.2所示。

7、本发明的另一目的是提供一种青杨根系生长相关基因pcascl33在调控植物根系生物量累积中的应用。

8、本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：

9、一种青杨根系生长相关基因pcascl33在调控植物根系生物量累积中的应用。

10、优选地，所述应用，使植物包含基因pcascl33或使植物过表达基因pcascl33。

11、优选地，所述应用，构建含有pcascl33基因的植物表达载体，将其遗传转化到银腺杨‘84k’(populus alba×populus glandulosa‘84k’)中，筛选获得阳性植株，通过阳性植株和野生型植株表型分析，获得根系生物量增加的植株。

12、优选地，所述应用具体包括以下步骤：

13、1)采集来自课题组前期收集北京涧沟天然种质青杨(populus cathayanarehder)的根系，进行rna提取，反转录成cdna，克隆出pcascl33的cds序列，再将其连接pmd19-t载体进行测序，鉴定正确后，构建过表达载体，遗传转化到银腺杨‘84k’中；

14、2)利用潮霉素抗性和pcr技术对pcascl33基因遗传转化银腺杨‘84k’进行阳性植株筛选，得到阳性植株，并对其进行rna提取和表型统计，验证其根系生物量的增加，获得根系生物量增加的植株。

15、本发明具有以下有益效果：

16、1、本发明首次从青杨中获得pcascl33基因以及编码蛋白，并验证了其调控植株根系生物量的生物学功能。

17、2、本发明首次将青杨pcascl33基因在银腺杨‘84k’中过量表达，运用pcr方法证明该基因已成功整合到银腺杨‘84k’基因组中，即阳性植株。

18、3、本发明对转基因银腺杨‘84k’和野生型银腺杨‘84k’进行表型观察和根系生物量统计，结果表明转基因植株根系生物量均较野生型高，说明pcascl33基因的过表达，提高了转基因植株根系生物量的累积。

19、下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保护的范围的限制。

技术特征：

1.一种青杨根系生长相关基因pcascl33，其核苷酸序列如seq id no.1所示。

2.如权利要求1所述青杨根系生长相关基因pcascl33的编码蛋白，其氨基酸序列如seqid no.2所示。

3.权利要求1所述青杨根系生长相关基因pcascl33在调控植物根系生物量累积中的应用。

4.如权利要求3所述的应用，其特征在于：使植物包含基因pcascl33或使植物过表达基因pcascl33。

5.如权利要求3所述的应用，其特征在于：构建含有基因pcascl33的植物过表达载体，将其遗传转化到银腺杨‘84k’中，筛选获得阳性植株，通过阳性植株和野生型植株表型分析，获得了根系生物量增加的植株。

6.如权利要求3所述的应用，其特征在于：具体包括以下步骤：

技术总结本发明涉及一种青杨根系生长相关基因PcaSCL33及其应用，属于分子生物技术领域。本发明一方面提供了青杨根系生长相关基因PcaSCL33以及其编码蛋白，另一方面提供了青杨根系生长相关基因PcaSCL33的用途。本发明提供了一种重要的并且可能具有普适性的调控根系生长的基因资源，为培育根系生物量累积较多的植物品种提供了优秀的候选基因。技术研发人员：胡建军,魏涵天,张磊,宋学勤受保护的技术使用者：中国林业科学研究院林业研究所技术研发日：技术公布日：2024/9/9