本發(fā)明涉及本發(fā)明涉及生物，具體涉及敲除毛白楊ashr3基因在提高木材產(chǎn)量中的應(yīng)用，還涉及提高木材產(chǎn)量的方法。

背景技術(shù)：

1、木材從生物學(xué)角度來講，一般指的是樹木的木質(zhì)部部分，其在植物的生長發(fā)育過程中由次生發(fā)育分化而來。楊樹的地上部分次生發(fā)育過程是外始式的，首先由頂端分生組織向下分裂分化形成原形成層，并進(jìn)一步形成初生維管組織，之后初生木質(zhì)部之間的薄壁細(xì)胞脫分化形成束間形成層，然后初生維管束中的束中形成層和束間形成層共同構(gòu)成維管形成層，維管形成層通過平周分裂和垂周分裂形成不斷生長的木質(zhì)部和韌皮部，最終形成了木材（miyashima?et?al.,?2013）。木材被作為原材料廣泛應(yīng)用于各種生活用品的制作中，如家具、?造紙、包裝箱、膠合板、裝修材料等等。同時隨著各種人造新品如工字復(fù)合梁、膠合木、單板層積材、平行定向成材?(psl)、華夫刨花板、復(fù)合板、定向刨花板（taquetti?etal.,?2023）。因此，挖掘木材調(diào)控的關(guān)鍵基因（尤其是植物激素信號通路的調(diào)控因子），解析木材次生發(fā)育的分子調(diào)控機(jī)制，利用分子育種手段改良木材品質(zhì)，將會是緩解木材供需矛盾最有效的方法之一。

2、表觀修飾是dna序列不發(fā)生改變的情況下，通過化學(xué)修飾、染色質(zhì)結(jié)構(gòu)變化或利用非編碼rna（如mirna）來調(diào)控基因表達(dá)的遺傳機(jī)制。其中組蛋白修飾是其中重要的組成部分，目前已有報道的組蛋白修飾主要發(fā)生在賴氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、精氨酸位點，修飾類型主要有甲基化、乙?；?、泛素化、磷酸化等。其中組蛋白賴氨酸甲基化修飾的類型和功能最為多樣，組蛋白h3k9和h3k27甲基化通常介導(dǎo)基因沉默，而組蛋白h3k4和h4k36甲基化通常與基因激活相關(guān)聯(lián)（liu?et?al.,?2010）。目前大量關(guān)于組蛋白甲基化修飾的研究表明其廣泛參與到了植物的各個生長發(fā)育過程中，例如sdg8、sdg26、sdg4是建立h3k36me2/3?甲基化相關(guān)的重要甲基轉(zhuǎn)移酶。sdg8通過介導(dǎo)h3k36me2/3進(jìn)而激活flc和mads基因的表達(dá)來影響開花(maf)基因的表達(dá)，而sdg26可以間接抑制該基因的表達(dá)。因而sdg8和?sdg26的突變分別會導(dǎo)致早花和晚花表型（xu?et?al.,?2008;?zhao?et?al.,?2005）。維管形成層的發(fā)育過程中也有組蛋白甲基化的參與。fie是prc2的組成成分，主要在維管組織中表達(dá)，fie?缺失突變會導(dǎo)致根中產(chǎn)生異位的初生和次生木質(zhì)部。擬南芥中多個基因的ch、chg、chh位點的去甲基化與維管發(fā)育過程息息相關(guān)。巨桉木質(zhì)部的發(fā)育過程中的許多關(guān)鍵基因如?hr-zipiii的同源基因athb8和athb15、rev、knt7、wox4都富含h3k4me3，巨桉中木質(zhì)素合成關(guān)鍵基因cad2和cad3均富含h3k4me3，有助于木質(zhì)素的沉積（inácio?et?al.,?2022）。這些報道均暗示了組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶在植物的維管形成層發(fā)育中扮演著重要的調(diào)控角色。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的之一在于提供一種敲除毛白楊ashr3基因在提高木材產(chǎn)量中的應(yīng)用；本發(fā)明的目的之二在于提供一種提高毛白楊木材產(chǎn)量的方法。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、1、敲除毛白楊ashr3基因在提高木材產(chǎn)量中的應(yīng)用，所述敲除毛白楊ashr3基因包括毛白楊基因ashr3a和ashr3b，所述ashr3a的核苷酸序列如seq?id?no.1所示；所述ashr3b的核苷酸序列如seq?id?no.2所示。

4、本發(fā)明優(yōu)選的，所述敲除毛白楊ashr3基因的方法是使用?crispr/cas9?技術(shù)。

5、本發(fā)明優(yōu)選的，所述敲除毛白楊ashr3基因是將ashr3的crispr/cas9基因編輯載體轉(zhuǎn)化毛白楊，獲得ashr3基因編輯突變的轉(zhuǎn)基因植株，獲得的轉(zhuǎn)基因植株木材產(chǎn)量提高。

6、本發(fā)明優(yōu)選的，所述提高木材產(chǎn)量是通過提高莖木質(zhì)部層數(shù)、形成層層數(shù)和分支數(shù)提高木材產(chǎn)量。

7、2、一種提高毛白楊木材產(chǎn)量的方法，具體方法是將ashr3的crispr/cas9?基因編輯載體轉(zhuǎn)化毛白楊，獲得ptoashr3基因編輯突變的轉(zhuǎn)基因植株。

8、本發(fā)明優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)化毛白楊的方法是采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)。

9、本發(fā)明優(yōu)選的，所述農(nóng)桿菌為農(nóng)桿菌?gv3101。

10、本發(fā)明優(yōu)選的，所述ashr3的crispr/cas9基因編輯載體以seq?id?no.3~4、seq?idno.5~6和seq?id?no.7~8所示序列為引導(dǎo)序列。

11、本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提供了敲除毛白楊ashr3基因在提高木材產(chǎn)量中的應(yīng)用，通過將ashr3敲除植物載體導(dǎo)入毛白楊中，獲得了ashr3?敲除轉(zhuǎn)基因植株；在敲除植株中莖木質(zhì)部占比顯著高于wt，木質(zhì)部層數(shù)和形成層層數(shù)也顯著增多；該結(jié)果說明缺失ashr3?后楊樹莖形成層活性及木質(zhì)部分化受到了促進(jìn)。

技術(shù)特征：

1.敲除毛白楊ashr3基因在提高木材產(chǎn)量中的應(yīng)用，其特征在于：所述敲除毛白楊ashr3基因包括毛白楊基因?ashr3a?和?ashr3b，所述?ashr3a的核苷酸序列如seq?id?no.1所示；所述ashr3b?的核苷酸序列如seq?id?no.2所示。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述敲除毛白楊ashr3基因在提高木材產(chǎn)量中的應(yīng)用，其特征在于：所述敲除毛白楊ashr3基因的方法是使用?crispr/cas9?技術(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述敲除毛白楊ashr3基因在提高木材產(chǎn)量中的應(yīng)用，其特征在于：所述敲除毛白楊ashr3基因是將ashr3的crispr/cas9基因編輯載體轉(zhuǎn)化毛白楊，獲得ashr3基因編輯突變的轉(zhuǎn)基因植株，獲得的轉(zhuǎn)基因植株木材產(chǎn)量提高。

4.根據(jù)權(quán)利要求?1?所述敲除毛白楊ashr3基因在提高木材產(chǎn)量中的應(yīng)用，其特征在于：所述提高木材產(chǎn)量是通過提高莖木質(zhì)部層數(shù)、形成層層數(shù)和分枝數(shù)提高木材產(chǎn)量。

5.一種提高毛白楊木材產(chǎn)量的方法，其特征在于：具體方法是將ashr3的crispr/cas9基因編輯載體轉(zhuǎn)化毛白楊，獲得ptoashr3基因編輯突變的轉(zhuǎn)基因植株。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于：所述轉(zhuǎn)化毛白楊的方法是采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于：所述農(nóng)桿菌為農(nóng)桿菌?gv3101。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于：所述ashr3的crispr/cas9基因編輯載體以seq?id?no.3~4、seq?id?no.5~6和seq?id?no.7~8所示序列為引導(dǎo)序列。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了敲除毛白楊A(yù)SHR3基因在提高木材產(chǎn)量中的應(yīng)用及其方法，通過將ASHR3敲除植物載體導(dǎo)入毛白楊中，獲得了ASHR3敲除轉(zhuǎn)基因植株；在敲除植株中莖木質(zhì)部占比顯著高于WT，木質(zhì)部層數(shù)以及形成層層數(shù)也顯著增多；該結(jié)果說明缺失ASHR3后楊樹莖形成層活性及木質(zhì)部分化受到了促進(jìn)，對楊樹的開發(fā)利用具有重要意義。

技術(shù)研發(fā)人員：羅克明,祝順琴,張紅菲,陳昌穩(wěn)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西部（重慶）科學(xué)城種質(zhì)創(chuàng)制大科學(xué)中心
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10