中文摘要
伴随全球能源物质和森林资源的日益匮乏,发展生物质能、建立生态防护林和开发造纸专用林对于缓解能源危机和改善生态环境都具有重要的战略意义,因此以杨树全基因组序列为基础,开发新的林木功能基因应用于速生丰产优质林木新品种的培育也显得尤为重要。已有研究表明,赤霉素(GAs)是参与林木的次生木质部(木材)形成的重要激素,在杨树中过表达GAs合成酶能提高植物生长速度和生物量,并能增强纤维长度和强度。Eui基因是从水稻中克隆的一个新的GAs降解酶基因,在本研究中,我们将从杨树中克隆水稻Eui的同源基因,并利用RNAi沉默技术抑制杨树Eui基因的表达,从而部分阻断GAs的降解,以期促进转基因杨树的快速增长并提高生物量和纤维品质,培育具有速生丰产特性的优质杨树新品种。
结题摘要
OsEUI在水稻中能够失活部分GA分子而实现对水稻株高的调控。我们对杨树中的同源基因PtCYP714A3进行了研究。过表达水稻OsEui基因的杨树表现为比WT长高长粗的表型,生理指标、组织观察和GA含量的分析都与长高长粗表型一致,而这与水稻中过表达该基因导致水稻过度矮化的表型正好相反,RT-PCR表明转基因杨树中PtCYP714家族成员基因表达受到了不同程度抑制,这种相反的表型或许可以用转基因共抑制加以解释。其次,我们克隆了PtCYP714A3基因,组织表达分析表明该基因在杨树中广泛表达,在幼嫩叶片和顶芽中表达最强,在茎中的表达部位主要位于形成层,亚细胞定位显示该蛋白主要定位于ER。将该基因分别转入水稻eui突变体和中花11野生型,能够互补eui突变体的株高表型,也能导致中花11的半矮化,这与水稻OsCYP714D1基因在控制株高上的作用相似,但在杨树中无论是过表达该基因还是将PtCYP714家族表达不同程度的抑制都不能导致转基因杨树与WT之间明显的表型差异。因此我们尚不能确定杨树中是否也存在与水稻中类似的这种降解活性GA的新途径。
