一种改善植物性状的方法
【专利摘要】本发明涉及一种改善植物性状的方法，将外源的细胞色素P450家族714亚家族基因转入植物中。本发明的方法可极好地应用于植物品种的改良，为运用转基因等分子育种技术培育植物新品种提供了非常有价值的基因资源。
【专利说明】一种改善植物性状的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于基因工程和植物学领域，更特别地，本发明涉及一种改善植物性状的方法。
【背景技术】
[0002]植物是人类社会食物和和生活生产资料的重要来源，几乎所有的人类食物都直接或间接的来源于植物。随着世界人口的增长，对粮食的需求量在不停增加，提高植物尤其是农作物的产量是人类社会发展的关键。更高的植物产量意味着在相同的耕地面积下收获更多的粮食，水果或者木材，为人类社会的发展提供强大的支持。传统的农作物育种方式包括杂交育种，诱变育种等，这些技术的特点相对来说进展缓慢，定向改造性不强，且耗费时间极长。利用基因工程技术和转基因技术提高植物产量日渐成为现今人们改造植物尤其是农作物的主要手段。基因工程技术和转基因技术的主要特点是定向改造，改造的时间周期大大缩短，且能够在已有的优良品种基础上特异的增加所需的植物性状，例如增加产量，抵抗包括闻盐等不良环境，抗病虫害等。
[0003]在当今世界森林资源日益匮乏的环境下，林木育种已成为高效、优质实现林业生产任务的重要措施之一。林木的特点是生长发育周期长，遗传杂合性高，个体占据空间大，性状在幼年和成年期变化大等，这些特性对于林木育种的进展都有很大影响。
[0004]传统的林木育种有树种、种源和优树选择，杂交育种及倍性育种等方式，选育一个世代的时间由十几年到几十年不等，非常漫长。利用生物技术手段可以显著缩短育种时间，林木遗传转化技术的日臻成熟也为利用基因工程培育林木新品种提供了基础。但是，由于生物技术育种研究工作开展时间不长，林木遗传转化技术相对不够成熟，真正能够应用于林木育种的基因还很有限，这都限制了林木基因工程育种的发展。因此，在进一步完善遗传转化技术、开发新的功能基因的同时·，充分挖掘已知功能基因的新功能和应用价值也是培育林木新品种的一个快速有效的手段。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种改善植物性状的方法。
[0006]本发明还有另一目的在于提供一种提高植物抗盐能力的方法。
[0007]在本发明的第一方面，提供一种改善木本植物性状的方法，包括:将外源的细胞色素P450家族714亚家族基因或其变体转入木本植物中。
[0008]在一个优选例中，所述的外源的细胞色素P450家族714亚家族基因来源于草本植物。
[0009]在另一优选例中，所述的外源的细胞色素P450家族714亚家族基因包括:CYP714D、CYP714A、CYP714E, CYP714F。
[0010]在另一优选例中，所述的外源的细胞色素P450家族714亚家族基因来源于禾本科。[0011]在另一优选例中，所述的外源的细胞色素P450家族714亚家族基因来源于水稻属或玉米属。
[0012]在另一优选例中，所述的CYP714D1基因是:
[0013](a)核苷酸序列如SEQ ID NO:1或SEQ ID NO: 30的基因；
[0014](b)核苷酸序列在严格条件下能够与(a)限定的多核苷酸序列杂交的基因；
[0015](c)核苷酸序列与(a)限定的多核苷酸序列有80%以上同源性的基因；或
[0016](d)核苷酸序列与(a)限定的多核苷酸序列完全互补的多核苷酸。
[0017]在另一优选例中，所述的草本植物包括:禾本科植物(如水稻、玉米、小麦)，十字花科植物(如拟南芥)，茄科植物(如番茄)和豆科植物(如大豆)。
[0018]在另一优选例中，所述的草本植物是禾本科稻属的植物。
[0019]在另一优选例中,所述木本植物包括:杨柳科植物，桑科植物，桃金娘科植物，松科植物，柏科植物，胡桃科植物，桦科植物，悬铃木科，锦葵科植物，椴树科植物，梧桐科植物，蔷薇科植物，蝶形花科植物，黄杨科植物，漆树科植物。
[0020]在另一优选例中，所述的木本植物是杨柳科植物、桑科植物、桃金娘科(如桉属)植物。
[0021]在另一优选例中，在木本植物中表达外源的来源于草本植物的细胞色素P450家族714亚家族基因或其变体，从而下调木本植物中细胞色素P450家族714亚家族的基因的表达。
[0022]在另一优选例中，所述的方法包括:
[0023](I)将外源的细胞色素P450家族714亚家族基因或其变体转入植物细胞、组织、器官或种子，获得转化入所述基因的植物细胞、组织、器官或种子；和
[0024](2)将步骤⑴获得的转入了所述基因的植物细胞、组织、器官或种子再生成植物。
[0025]在另一优选例中，所述的方法包括:
[0026](Si)提供携带表达载体的农杆菌，所述的表达载体含有外源的细胞色素P450家族714亚家族基因或其变体；
[0027](s2)将植物细胞、组织、器官或种子与步骤(Si)中的农杆菌接触，从而使外源的细胞色素P450家族714亚家族基因或其变体转入植物。
[0028]在另一优选例中，所述的方法还包括:(S3)选择出转入了外源的细胞色素P450家族714亚家族基因的植物细胞、组织、器官或种子；以及(s4)将步骤(s3)中的植物细胞、组织、器官或种子再生成植物。
[0029]在另一优选例中，所述的方法中，所述的改善木本植物性状包括:
[0030]增加株高；
[0031]增加生物量；
[0032]增加果实产量；
[0033]增加果实数量；
[0034]增加花朵数量；
[0035]促进生长；
[0036]增加茎的直径、节间长度、叶片面积或叶柄长度；或[0037]提高内源GA或/和IAA的含量。
[0038]在本发明的另一方面，提供来源于草本植物的细胞色素P450家族714亚家族基因或其变体的用途，用于改善木本植物性状。
[0039]在一个优选例中，所述的来源于草本植物的细胞色素P450家族714亚家族基因包括:CYP714D、CYP714A、CYP714E, CYP714F。
[0040]在本发明的另一方面，提供一种改善草本植物性状的方法，包括:将外源的细胞色素P450家族714亚家族基因或其变体转入草本植物中。
[0041]在一个优选例中，所述的外源的细胞色素P450家族714亚家族基因来源于木本植物。
[0042]在一个优选例中，所述的外源的细胞色素P450家族714亚家族基因来源于杨柳科。
[0043]在另一优选例中，所述的外源的细胞色素P450家族714亚家族基因包括:CYP714A3、CYP714E2、CYP714E4、CYP714E5、CYP714E6 和 CYP714F1。
[0044]在另一优选例中，所述的细胞色素P450家族714亚家族基因是:
[0045](a)核苷酸序列如SEQ ID NO:31的基因；
[0046](b)核苷酸序列在严格条件下能够与(a)限定的多核苷酸序列杂交的基因；
[0047](c)核苷酸序列与(a)限定的多核苷酸序列有80%以上同源性的基因；或
[0048](d)核苷酸序列与(a)限定的多核苷酸序列完全互补的多核苷酸。
[0049]在另一优选例中，所述的草本植物包括:禾本科植物(如水稻、玉米、小麦)，十字花科植物(如拟南芥)，茄科植物(如番茄)和豆科植物(如大豆)。
[0050]在另一优选例中，所述的草本植物是茄科茄属的植物。
[0051]在另一优选例中,所述木本植物包括:杨柳科植物，桑科植物，桃金娘科植物，松科植物，柏科植物，胡桃科植物，桦科植物，悬铃木科，锦葵科植物，椴树科植物，梧桐科植物，蔷薇科植物，蝶形花科植物，黄杨科植物，漆树科植物。
[0052]在另一优选例中，所述的木本植物是杨柳科植物、桑科植物、桃金娘科(如桉属)植物。
[0053]在另一优选例中，在草本植物中表达外源的来源于木本植物的细胞色素P450家族714亚家族基因或其变体，从而下调草本植物中细胞色素P450家族714亚家族的基因的表达。
[0054]在另一优选例中，所述的方法包括:
[0055](I)将外源的细胞色素P450家族714亚家族基因或其变体转入植物细胞、组织、器官或种子，获得转化入所述基因的植物细胞、组织、器官或种子；和
[0056](2)将步骤(1)获得的转入了所述基因的植物细胞、组织、器官或种子再生成植物。
[0057]在另一优选例中，所述的方法包括:
[0058](Si)提供携带表达载体的农杆菌，所述的表达载体含有外源的细胞色素P450家族714亚家族基因或其变体；
[0059](s2)将植物细胞、组织、器官或种子与步骤(Si)中的农杆菌接触，从而使外源的细胞色素P450家族714亚家族基因或其变体转入植物。[0060]在另一优选例中，所述的方法还包括:(s3)选择出转入了外源的细胞色素P450家族714亚家族基因的植物细胞、组织、器官或种子；以及(s4)将步骤(s3)中的植物细胞、组织、器官或种子再生成植物。
[0061]在另一优选例中，所述的方法中，所述的改善草本植物性状包括:
[0062]增加株高；
[0063]增加生物量；
[0064]增加果实产量；
[0065]增加果实数量；
[0066]增加花朵数量；
[0067]促进生长；
[0068]增加茎的直径、节间长度、叶片面积或叶柄长度；或
[0069]提高内源GA或/和IAA的含量。
[0070]在本发明的另一方面，提供来源于木本植物的细胞色素P450家族714亚家族基因或其变体的用途，用于改善草本植物性状。
[0071]在一个优选例中 ，所述的来源于木本植物的细胞色素P450家族714亚家族基因包括:CYP714A3、CYP714E2、CYP714E4、CYP714E5、CYP714E6 和 CYP714F1。
[0072]在本发明的另一方面，提供一种提高植物抗盐能力的方法，包括:将外源的细胞色素P450家族714亚家族基因或其变体转入植物中。
[0073]在一个优选例中，所述的外源的细胞色素P450家族714亚家族基因来源于木本植物，被转入的植物来源于草本植物。
[0074]在另一优选例中，所述的外源的细胞色素P450家族714亚家族基因包括:CYP714A3、CYP714E2、CYP714E4、CYP714E5、CYP714E6 和 CYP714F1。
[0075]在另一优选例中，所述的CYP714A3基因是:
[0076](a)核苷酸序列如SEQ ID NO:31的基因；
[0077](b)核苷酸序列在严格条件下能够与(a)限定的多核苷酸序列杂交的基因；
[0078](c)核苷酸序列与(a)限定的多核苷酸序列有80%以上同源性的基因；或
[0079](d)核苷酸序列与(a)限定的多核苷酸序列完全互补的多核苷酸。
[0080]在另一优选例中，所述的草本植物包括:禾本科植物(如水稻、玉米、小麦)，十字花科植物(如拟南芥)，茄科植物(如番茄)和豆科植物(如大豆)。
[0081]在另一优选例中，所述的草本植物是禾本科稻属的植物。
[0082]在另一优选例中,所述木本植物包括:杨柳科植物，桑科植物，桃金娘科植物，松科植物，柏科植物，胡桃科植物，桦科植物，悬铃木科，锦葵科植物，椴树科植物，梧桐科植物，蔷薇科植物，蝶形花科植物，黄杨科植物，漆树科植物。
[0083]在另一优选例中，所述的木本植物是杨柳科植物、桑科植物、桃金娘科(如桉属)植物。
[0084]在另一优选例中，所述的木本植物是杨柳科杨树属的植物。
[0085]在另一优选例中，在草本植物中表达外源的来源于木本植物的细胞色素P450家族714亚家族基因或其变体，从而下调草本植物中细胞色素P450家族714亚家族的基因的表达。[0086]在另一优选例中，所述的方法包括:
[0087](I)将外源的细胞色素P450家族714亚家族基因或其变体转入植物细胞、组织、器官或种子，获得转化入所述基因的植物细胞、组织、器官或种子；和
[0088](2)将步骤(1)获得的转入了所述基因的植物细胞、组织、器官或种子再生成植物。
[0089]在另一优选例中，所述的方法包括:
[0090](Si)提供携带表达载体的农杆菌，所述的表达载体含有外源的细胞色素P450家族714亚家族基因或其变体；
[0091](s2)将植物细胞、组织、器官或种子与步骤(Si)中的农杆菌接触，从而使外源的细胞色素P450家族714亚家族基因或其变体转入植物。
[0092]在另一优选例中，所述的方法还包括:(S3)选择出转入了外源的细胞色素P450家族714亚家族基因的植物细胞、组织、器官或种子；以及(s4)将步骤(s3)中的植物细胞、组织、器官或种子再生成植物。
[0093]在本发明的另一方面，提供细胞色素P450家族714亚家族基因或其变体的用途，用于提高植物抗盐能力。
[0094]在一个优选例中，所述的细胞色素P450家族714亚家族基因包括:CYP714A3、CYP714E2、CYP714E4、CYP714E5、CYP714E6 和 CYP714F1。
[0095]本发明的其它方面由于本文的公开内容，对本领域的技术人员而言是显而易见的。
【专利附图】
【附图说明】
[0096]图1、转化载体及转基因鉴定。A，植物表达载体结构图；B，转基因杨树的PCR鉴定；C，转基因杨树的RT-PCR分析；D，转基因杨树的⑶S染色分析。
[0097]图2、转基因杨树表型。A，株高表型；B，根；C，节间和茎粗；D，叶片和叶柄；E，Southern blot 分析。
[0098]图3、生长曲线和生物量。A，生长曲线；B，叶片数量；C，茎的直径；D，节间和叶柄长
度；E，鲜重；F，干重。
[0099]图4、茎的显微观察。A-C，茎横切面；D_F，木质部；G_I，韧皮部纤维；J_L，茎外皮纵切面。
[0100]图5、茎的显微测量。A，总长度(T)、木质部(X)、形成层(Ca)、韧皮部(P)、外皮(OB) ;B，木质部细胞数量；C，木纤维长度；D，木质部纤维(Xf)和韧皮部纤维(Pf)细胞壁厚度；E，皮层细胞纵长，Ep，表皮，Co，周皮，Pa，皮下组织。
[0101]图6、转基因杨树与野生型内源GA和IAA的含量测定。
[0102]图7、野生型与转基因杨树中GA途径相关基因的表达量分析。
[0103]图8、野生型与转基因杨树中PtCYP714基因家族成员的表达量分析。
[0104]图9、ZmCYP714转基因杨树的表型，WT为野生型杨树，L1-L3为转基因杨树。
[0105]图10、PtCYP714A3转基因番茄的PCR鉴定。M:DNA分子量Marker ；P:质粒正对照；N:负对照；WT:野生型番茄；L2-L14:不同的转基因番茄株系。
[0106]图11、PtCYP714A3转基因番茄的RT-PCR鉴定。WT:野生型番茄；L2_L14:不同的转基因番爺株系。
[0107]图12、杨树PtCYP714A3基因在MicroTom番茄品种中异源表达提高了转基因番茄的株高和生物量。WT:野生型番茄；L3，L5，Lll和L14:不同的转基因番茄株系。
[0108]图13、杨树PtCYP714A3基因在PKM番茄品种中异源表达提高了转基因番茄的株高。PKM:野生型番茄；L53:转基因番茄。
[0109]图14、转基因水稻的PCR和RT-PCR鉴定。
[0110]M，DNA分子量Marker ;P，质粒正对照；N，负对照；WT，野生型水稻；2_38，不同的转基因株系。
[0111]图15、NaCl(150mM)处理。WT，野生型水稻；Z33和Z38，两个转基因水稻株系。
[0112]图16、NaCl(150mM)处理12天后野生型和转基因水稻的存活率。
【具体实施方式】
[0113]本发明人经过广泛的研究，找到一种对于改善植物性状有用的方法，通过将外源的细胞色素P450家族714亚家族基因转入植物中，进而促进植物生长，同时使得植物抗盐能力增强。本发明的方法可极好地应用于植物品种的改良，为运用转基因等分子育种技术培育木本植物新品种提供了非常有价值的基因资源。
[0114]本发明中，所述的“草本植物”是一类植物的总称，其植物体木质部较不发达至不发达，茎多汁，较柔软；且，所述的“草本植物”天然基因组中含有细胞色素P450家族714亚家族(CYP714)家族的基因。例如，所述的“草本植物”可以是:禾本科(Gramineae)，露3?树科(Pandanaceae),黑三棱科(Sparganiaceae),水蕹科(Aponogetonaceae),眼子菜科(Potamogetonacea·e)，茨藻科(Najadaceae,冰沼草科(Scheuchzeriaceae),泽 ?写科(Alismataceae)花菌科(Butomaceae),水瞥科(Hydrocharitaceae),霉草科(Triuridaceae)，莎草科(Cyperaceae)，掠桐科(模柳科)(Palmae(Arecaceae)),天南星科(Araceae),浮萍科(Lemnaceae),须叶藤科(Flagellariaceae),帚灯草科(Restionaceae)，刺鱗草科(Centrolepidaceae)，黄眼草科(Xyridaceae)，谷精草科(Eriocaulaceae)，凤梨科(Bromeliaceae),鸭妬草科(Co_elinaceae),雨久花科(Pontederiaceae),田葱科(Philydraceae),灯心草科(Juncaceae),百部科(Stemonaceae)，百合科(Liliaceae)，石蒜科(Amaryllidaceae),菌葡薯科(箭根薯科)(Taccaceae)，暮葡科(Dioscoreaceae)，鸾尾科(Iridaceae)，色蓮科(Musaceae),姜科(Zingiberaceae),美人蓮科(annaceae)，竹芋科(Marantaceae),水玉替科(Burmanniaceae)或兰科的植物。
[0115]作为本发明的优选方式，所述的草本植物是:禾本科植物，例如禾本科稻属的水稻，十字花科植物；以及茄科植物，例如茄科茄属的番茄。所述的禾本科植物包括但不限于:水稻、小麦、大麦、玉米、高粱等；所述的茄科植物包括但不限于:番茄，颠茄等；或所述的十字花科植物包括但不限于:拟南芥。
[0116]本发明中，所述的林木是指“木本植物”，指根和茎因增粗生长形成大量的木质部、而细胞壁也多数木质化的坚固的植物；且所述的木本植物天然基因组中含有CYP714家族的基因。例如，所述的“木本植物”可以是:杨柳科(Salicaceae)、桑科(Moraceae)、桃金娘科(Myrtaceae)、石松科(Lycopodiaceae)、(Selaginellaceae)、银杏科(Ginkgoaceae)、松科(Pinaceae)、苏铁科(Cycadaceae)、天南星科(Araceae)、毛莫科(Ranunculaceae)、悬铃木科(Platanaceae)、偷科(Ulmaceae)、胡桃科(Juglandaceae)、样科(Betulaceae)、称猴桃科(Actinidiaceae)、锦奏科(Malvaceae)、梧桐科(Sterculiaceae)、锻树科(Tiliaceae)、径柳科(Tamaricaceae)、蓄薇科(Rosaceae)、景天科(Crassulaceae)、苏木科(Caesalpinaceae)、蝶形花科(Fabaceae)、石槽科(Punicaceae)、拱桐科(Nyssaceae)、山莱英科(Cornaceae)、八角柄科(Alangiaceae)、卫矛科(Celastraceae)、冬青科(Aquifoliaceae)、黄杨科(Buxaceae)、大戟科(Euphorbiaceae)、小盘木科(Pandaceae)、鼠李科(Rhamnaceae)、葡萄科(Vitaceae)、漆树科(Anacardiaceae)，撤揽科(Burseraceae)、結梗科(Campanulaceae)、红树科(Rhizophoraceae)、植香科(Santalaceae)、木庫科(Oleaceae)或玄参科(Scrophulariaceae)的植物。
[0117]作为本发明的优选方式，所述的木本植物是指杨柳科(如杨属，更特别如杨树)或桑科(如构树属，更特别如光叶楮)、桃金娘科(如桉属，更特别如桉树)的木本植物。
[0118]草本植物和木本植物最显著的区别在于它们茎的结构，草本植物的茎为“草质茎”，茎中密布很多相对细小的维管束，充斥维管束之间的是大量的薄壁细胞，在茎的最外层是坚韧的机械组织。草本植物的维管束也与木本植物不同，维管束中的木质部分布在外侧而韧皮部则分布在内侧，这是与木本植物完全相反的，另外草本植物的维管束不具有形成层，不能不断生长，因而树会逐年变粗而草和竹子就没有这样的本领。
[0119]细胞色素P450家族(CYP450)基因是古老的超基因家族，对P450的分类和命名是根据基因编码的氨基酸序列的相似性进行的。如果一个新发现的P450基因的氨基酸序列与其他已知的P450氨基酸序列相同性大于40%,则它们属于同一个家族；如果两个P450的氨基酸序列相同性大于40%而小于55%,则它们分属于同一个家族的两个不同亚家族；如果两个P450的氨基酸序列相同性大于55%,则它们属于同一个亚家族。本发明中所述的“细胞色素P450家族714亚家族”，或“CYP714亚家族”，或“P450家族714亚家族”，或“CYP714家族”，是指与SEQ ID NO:1或SEQ ID N0:30或SEQ ID NO:31所编码的多肽的氨基酸序列相同性大于40% 的基因，优选大于55%的基因，例如:CYP714D、CYP714A、CYP714E，CYP714FCYP714A3、CYP714E2、CYP714E4、CYP714E5、CYP714E6 和 CYP714F1。
[0120]在水稻中目前发现的CYP714家族只有714D1 —个成员，在杨树中通过序列比对发现的 CYP714 家族包括:CYP714A3、CYP714E2、CYP714E4、CYP714E5、CYP714E6 和 CYP714F1 共6 个成员。(The P450Homepage, http://drnelson.uthsc.edu)
[0121]本发明中，“转基因”，系指通过任何方法导入植物个体一段外源的双链脱氧核糖核苷酸(DNA)片段，可以是游离在染色体外，也可以整合到受体植物染色体的基因组上；可以通过生殖过程传递到后代，也可以不传递到后代。外源基因可以是从任何生物基因组中克隆的，也可以是人工合成的或用PCR在体外扩增的。
[0122]本发明中，除非另外说明，所述的“外源基因”也称为“异源基因”是指与待转基因的植株本身不同种植物来源的基因。例如，相对于茄科的植物，来源于杨柳科的基因为外源基因。
[0123]本发明人发现，CYP714基因家族成员所编码的蛋白具有降解赤霉素的作用，而赤霉素是一种双萜类化合物的植物激素，其广泛存在于植物中，可发挥促进植物营养生长等作用。下调CYP714基因家族成员的表达或活性可以有效地减少赤霉素受降解的比例，使得植物中赤霉素保留较高的含量，有利于林木的生长。
[0124]进一步地，本发明人还发现，外源的细胞色素P450家族714亚家族基因，在转入木本植物中后，可有效地改善木本植物的性状，同时木本植物来源的细胞色素P450家族714亚家族基因，在转入草本植物中后，也可有效地改善草本植物的性状。
[0125]现有技术中，一些草本植物(如水稻)来源的CYP714家族基因已知是一个降解赤霉素的基因，然而，本发明人在深入研究后意外地发现，外源的CYP714家族基因在转化木本植物中后，并非发挥降解赤霉素的功能，反而可以显著下调木本植物自身CYP714家族的基因的表达，使得相应转基因的木本植物中的赤霉素含量和IAA含量升高，从而使得木本植物生物量增加，生长速度显著增加。发明人同时还发现，木本植物来源的CYP714家族基因在转化草本植物中后，也同样使得相应转基因的草本植物中的赤霉素含量和IAA含量升高，从而使得草本植物生物量增加，经济作物的果实数量和总果实产量增加，植株增高，生长速度显著增加。
[0126]本发明还涉及上述水稻来源的CYP714基因的变异体(变体)和上述杨树来源的CYP714基因的变异体(变体)。所述的变异体可以是天然发生的等位变异体或非天然发生的变异体。这些核苷酸变异体包括取代变异体、缺失变异体和插入变异体。如本领域所知的，等位变异体是一个多核苷酸的替换形式，它可能是一个或多个核苷酸的取代、缺失或插入，但不会从实质上改变其编码的多肽的功能。
[0127]本发明还涉及与上述的水稻或杨树来源的CYP714基因杂交且两个序列之间具有至少70%，更佳地至少80%，更佳地至少85%，更佳地至少90%，更佳地至少95%，更佳地至少98%相同性的多核苷酸。本发明特别涉及在严格条件下与本发明所述多核苷酸可杂交的多核苷酸。在本发明中，“严格条件”是指:(I)在较低离子强度和较高温度下的杂交和洗脱，如0.2XSSC，0.1%SDS，60°C;或⑵杂交时加有变性剂，如50%(v/v)甲酰胺，0.1%小牛血清/0.l%Ficoll，42°C等；或(3)仅在两条序列之间的相同性至少在90%以上，更好是95%以上时才发生杂交。
[0128]因此，作为本发明的一种优选方式，采用草本植物来源的CYP714D1基因来用于转化木本植物。作为本发明的另一种优选方式，采用木本植物来源的CYP714A3基因来用于转化草本植物。 编码的蛋白与相应草本植物来源的CYP714D1基因具有相同功能的CYP714D1的同源基因或类似物或变异体，以及编码的蛋白与相应木本植物来源的CYP714A3基因具有相同功能的CYP714A3的同源基因或类似物或变异体也可被应用于本发明的方法。
[0129]本发明提供了一种改善植物性状的方法，该方法包括将外源的细胞色素P450家族714亚家族基因转入植物中，从而使得所述木本植物发生以下一种或几种性状的改变:增加株高；增加生物量；增加果实产量；增加果实数量；增加花朵数量；促进生长；增加茎的直径、节间长度、叶片面积或叶柄长度；提高内源GA或/和IAA的含量；或提高对盐的耐受能力。
[0130]使一种种属来源的植物表达另一种种属来源的基因，例如使木本植物中表达草本植物来源的基因或使草本植物中表达木本植物来源的基因的方法是本领域周知的。一般可通过转入一种植物来源的细胞色素P450家族714亚家族基因的表达构建物使另一种植物过表达细胞色素P450家族714亚家族基因。
[0131]作为本发明的一种优选方式，获得转基因植株的方法如下:[0132](I)提供携带表达载体的农杆菌，所述的表达载体含有A植物来源的细胞色素P450家族714亚家族基因；
[0133](2)将植物细胞或组织或器官与步骤(1)中的农杆菌接触，从而使该A植物来源的细胞色素P450家族714亚家族基因转入B植物细胞，并且整合到B植物细胞的染色体上；
[0134](3)选择出转入所述A植物来源的细胞色素P450家族714亚家族基因的木本植物细胞或组织；和
[0135](4)将步骤(3)中的B植物的细胞或组织再生成完整植物。
[0136]其中，可采用任何适当的常规手段，包括试剂、温度、压力条件等来实施此方法。
[0137]此外，还可以应用一些特异性的启动子，如组织表达特异性启动子，来可控地使转入的细胞色素P450家族714亚家族基因(A植物来源的基因)被表达于被转入基因的植物(B植物)的特定部位，从而改造B植物的株型。
[0138]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件如J.萨姆布鲁克等编著，分子克隆实验指南，第三版，科学出版社，2002中所述的条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数按重量计算。
[0139]实施例1、转基因杨树的建立
[0140]水稻来源的0sCYP714Dl基因序列如下(SEQ ID NO:1):
【权利要求】
1.一种改善植物性状的方法，其特征在于，包括:将来源于A植物的细胞色素P450家族714亚家族基因或其变体转入B植物中，从而改善B植物的性状，并且所述的A植物与B植物分别属于植物分类学上两个不同的科。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的B植物为木本植物，并且所述的外源的细胞色素P450家族714亚家族基因包括但不限于:CYP714D、CYP714A、CYP714E，CYP714F，CYP714A3、CYP714E2、CYP714E4、CYP714E5、CYP714E6 和 CYP714F1。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的A植物为木本植物，B植物为草本植物，并且所述的外源的细胞色素P450家族714亚家族基因包括但不限于:CYP714A3、CYP714E2、CYP714E4、CYP714E5、CYP714E6 和 CYP714F1。
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述的草本植物包括但不限于:禾本科植物，十字花科植物，茄科植物，豆科植物，蔷薇科植物和蝶形花科植物；所述木本植物包括但不限于:杨柳科植物，桑科植物，桃金娘科植物，松科植物，柏科植物，胡桃科植物，桦科植物，悬铃木科，锦葵科植物，椴树科植物，梧桐科植物，蔷薇科植物，蝶形花科植物，黄杨科植物，漆树科植物。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的改善植物性状包括: 增加株高； 增加生物量； 增加果实产量； 增加果实数量；` 增加花朵数量； 促进生长； 增加茎的直径、节间长度、叶片面积或叶柄长度； 提高内源GA或/和IAA的含量。
6.一种提高植物抗盐能力的方法，其特征在于，包括:将外源的细胞色素P450家族714亚家族基因或其变体转入植物中。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的外源的细胞色素P450家族714亚家族基因包括:CYP714D、CYP714A、CYP714E, CYP714FCYP714A3、CYP714E2、CYP714E4、CYP714E5、CYP714E6 和 CYP714F1。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的植物包括但不限于:禾本科植物，十字花科植物，茄科植物，豆科植物，杨柳科植物，桑科植物，桃金娘科植物，松科植物，柏科植物，胡桃科植物，桦科植物，悬铃木科，锦葵科植物，椴树科植物，梧桐科植物，蔷薇科植物，蝶形花科植物，黄杨科植物，漆树科植物。
9.如权利要求1或6所述的方法，其特征在于，包括: (1)将外源的细胞色素P450家族714亚家族基因或其变体转入植物细胞、组织、器官或种子，获得转化入所述基因的植物细胞、组织、器官或种子；和 (2)将步骤(1)获得的转入了所述基因的植物细胞、组织、器官或种子再生成植物。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，包括: (Si)提供携带表达载体的农杆菌，所述的表达载体含有外源的细胞色素P450家族714亚家族基因或其变体；(s2)将植物细胞、组织、器官或种子与步骤(Si)中的农杆菌接触，从而使外源的细胞色素P450家族714亚家族基因`或其变体转入植物。
【文档编号】C12N15/53GK103865939SQ201310676182
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年12月11日 优先权日:2012年12月11日
【发明者】张洪霞, 王翠亭 申请人:中国科学院上海生命科学研究院