專利名稱：：胡楊向水性基因PeXET及其啟動子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種向水性基因，更具體地，涉及胡楊的根系向水性基因尸eX五r基因(SEQIDNo.1)，及該基因翻譯的蛋白質(zhì)(SEQIDNo.2)。本發(fā)明還涉及胡楊向水性基因尸eZEr基因的啟動子(SEQIDNo.3)。本發(fā)明還涉及尸eX五r基因及其啟動子的應(yīng)用。另外，本發(fā)明還涉及植物根系向水性反應(yīng)誘導(dǎo)裝置。
背景技術(shù)：
：能夠在干旱沙漠地區(qū)建群生長的高大喬木唯有胡楊(王世績等，胡楊林，北京中國林業(yè)出版社29，1995)，胡楊是十分珍貴的木本植物抗逆種質(zhì)資源，因此對它在耐逆機制方面的研究一直是個熱門。胡楊(尸o/w/z^.ew//zra"c"Oliv.)是楊賴卩禾斗(Salicaeae)楊屬(尸o/m/ms)中最古老、最原始的樹種，起源于化石種變?nèi)~楊。胡楊作為一種孑遺植物，起源于水源充足之地。然而，隨著其生長地域環(huán)境的變遷，長期的干旱和沙漠化的環(huán)境適應(yīng)性使其同化器官的形態(tài)發(fā)生了相應(yīng)的改變，表現(xiàn)為在同一株樹體上出現(xiàn)了多種形態(tài)的葉(鄭彩霞等，胡楊多形葉氣孔特征及光合特性的比較，林業(yè)科學(xué),42(8):19-24，2006)。而這些多種形態(tài)的胡楊葉片在發(fā)育過程中，其光合特性上發(fā)生了變異(邱箭等，胡楊多態(tài)葉光合速率與熒光特性的比較研究，吉林林業(yè)科技，3:19-21，2005)，葉片具有非均勻性開閉的氣孔、從披針形到鋸齒卵圓形葉的氣孔密度變化為從小到大等特點(鄭彩霞等，胡楊多形葉氣孔特征及光合特性的比較，林業(yè)科學(xué)，8:19-24，2006)，葉片的這些特點都是為了適應(yīng)生境中干旱和高光強環(huán)境下的惡劣條件。1.胡楊的耐旱研究胡楊極其耐旱，有"生三千年不死，死三千年不倒，倒三千年不朽"之盛譽。通過對胡楊形態(tài)學(xué)和葉片解剖學(xué)研究結(jié)果表明(王錫琳等，胡楊播種育苗技術(shù)，林業(yè)科技通訊，1:1-2，1985)，胡楊具有典型旱生型樹種的一些特征。形態(tài)學(xué)上的特征(1)葉的異形性和革質(zhì)、葉面有蠟質(zhì)的覆被，葉細(xì)長、硬而厚，有利于樹體減少水分的消耗；(2)小枝披有蠟質(zhì)和短絨毛、有利于折射強光的輻射和減少水分消耗；(3)通常樹干矮小而粗壯，有利于抗風(fēng)。葉的解剖學(xué)特征(羅秀英等，新疆幾種旱生植物葉(同化枝)的解剖結(jié)構(gòu)觀察，新疆大學(xué)學(xué)報，1:77-85，1986):胡楊葉片角質(zhì)層厚大；氣孔下陷深度大；柵欄組織高度發(fā)達(dá)；疏導(dǎo)組織發(fā)達(dá)；胡楊葉內(nèi)含有晶簇細(xì)胞，這對于保持葉內(nèi)水分減少水分喪失具有特殊作用；機械組織強化(蔣進(jìn)，極端氣候條件下胡楊的水分狀況及其與環(huán)境的關(guān)系，干旱區(qū)研究，2:35-38，1991)。在自然界中，胡楊具有典型的根系向水性生長的特性。研究胡楊根系向水性耐旱生長機制具有典型的林業(yè)特色和極端重要的應(yīng)用價值。2.根系向水性的研究進(jìn)展以前對根系向水性的研究大多集中在向水性誘導(dǎo)裝置和相關(guān)生理數(shù)據(jù)的測定等方面，Takano等從age^ro;^m根系中克隆到木葡聚糖內(nèi)轉(zhuǎn)糖基酶(P^EXG77)基因，獲得E義GT的部分cDNA克隆，長約632bp，才開始了對向水性的分子水平的研究。此研究亦表明該基因能夠表達(dá)在正在伸長的根和莖并在快速伸長的莖中表現(xiàn)出很高的轉(zhuǎn)錄水平，但在成熟的莖和幼葉中卻沒有表達(dá)。同時，Takano等認(rèn)為，尸^EX(T7的轉(zhuǎn)錄涉及細(xì)胞生長并且該轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)在根系向水性響應(yīng)的不同生長中扮演重要的角色(TakanoM.etal.,Calciumrequirementfortheinductionofhydrotropismandenhancementofcalcium-inducedcurvaturebywaterstressinprimaryrootsofpea,尸&謂她V謂L，PlantandCellPhysiology,2-3:157-174,1997)。EXGT(endoxyloglucantransferase)與XET(xyloglucanendotransglycosylase)中文翻譯均為木葡聚糖轉(zhuǎn)葡糖苷酶，兩者僅存在名稱上的差異，兩者所代表的均是具有XTH功能域的結(jié)構(gòu)基因(RoseJocdynK.etal.，TheXTHFamilyofEnzymesInvolvedinXyloglucanEndotransglucosylationandEndohydrolysis:CurrentPerspectivesandaNewUnifyingNomenclature,PlantandCellPhysiology,12:1421-1435,2002)。這是一類在過去20多年中已經(jīng)確定的細(xì)胞壁上的一個大家族蛋白質(zhì)。在第一個植物基因組測序計劃完成后，通過對這個基因家族的全部序列進(jìn)行分析顯示，這僅是在不同時期不同數(shù)據(jù)庫對同一個基因進(jìn)行的不同命名(RoseJocelynK.etal.,TheXTHFamilyofEnzymesInvolvedinXyloglucanEndotransglucosylationandEndohydrolysis:CurrentPerspectivesandaNewUnifyingNomenclature,PlantandCellPhysiology,12:1421-1435,2002)。木葡聚糖內(nèi)轉(zhuǎn)糖基酶屬于木葡聚糖內(nèi)轉(zhuǎn)糖基酶水解酶(Xyloglucanendotransglucosylase勿drolase，XTH)基因家方矣(RoseJocelynK.etal.，TheXTHFamilyofEnzymesInvolvedinXyloglucanEndotransglucosylationandEndohydrolysis:CurrentPerspectivesandaNewUnifyingNomenclature,PlantandCellPhysiology,12:1421-1435,2002)，主要作用是通過一般的酸催化作用催化糖苷鍵的斷裂。XTHs屬于一個更大的酶家族糖苷水解酶(Glycosidehydrolases,GH)。近年來，已從一些植物中克隆出木葡聚糖內(nèi)轉(zhuǎn)糖基酶的cDNAs，如從赤豆(Fz'g"aa"gw/an、)，小麥(Jh."cwwaW/vww),擬南芥(v4ra6油戶's，番茄(Z^yco/e^s7'co"&CM/e/^w)(AntosiewiczD.M.etal.,CellularlocalizationofArabidopsisxyloglucanendotransglycosylase-relatedproteinsduringdevelopmentandafterwindstimulation.,PlantPhysiology,4:1319,1997)，水稻(Oyza^"va)等。從擬南芥(哥倫比亞型)中克隆出的33個編碼XTH蛋白家族基因的ORF，已提交相關(guān)擬南芥基因組數(shù)據(jù)庫及cDNA序列數(shù)據(jù)庫(InitiativeT.Ag，AnalysisofthegenomesequenceofthefloweringplantArabidopsisthaliana,Nature,796-815，2000)。此擬南芥33個XTH相關(guān)基因及蛋白的研究將對其他物種XTH相關(guān)基因及蛋白的研究奠定基礎(chǔ)。木葡聚糖內(nèi)轉(zhuǎn)糖基酶(XET)的功能是將構(gòu)成細(xì)胞壁微纖絲木葡聚糖的卩-l，4-糖苷鍵切斷，并將切下的寡聚糖分子轉(zhuǎn)移并重接到同類分子末端，這種功能又稱為切鏈轉(zhuǎn)移作用(FryS.C.，Polysaccharide-ModifyingEnzymesinthePlantCellWall,AnnualReviewsinPlantPhysiologyandPlantMolecularBiology,1:497-520,1995)。同時XET能夠修飾纖維素木葡聚糖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，木葡聚糖是植物初生壁的主要成分之一。此外，XET可以使木葡聚糖產(chǎn)生內(nèi)轉(zhuǎn)基作用，把木葡聚糖切開，并重新形成另一個木葡聚糖分子，再排列微木葡聚一纖維網(wǎng)，從而使細(xì)胞壁延長。因此，XETs在細(xì)胞膨脹過程中重塑細(xì)胞壁的形狀。在人為環(huán)境下，如低水分、高濃度物質(zhì)，幾種糖苷水解酶家族中的酶能夠有轉(zhuǎn)糖基活性(CroutD.Hgetal.,Glycosidasesandglycosyltransferasesinglycosideandoligosaccharidesynthesis,CurrentOpinioninChemicalBiology,1:98-111,1998;YorkWilliamS.etal.,Preparationofoligomeric{beta}-glycosidesfromcelluloseandhemicellulosicpolysaccharidesviatheglycosyltransferaseactivityofaTrichodermareeseicellulase,Glycobiology，2:193-201,2000)。XET的生物學(xué)功能是它參與植物的生長，并且使新合成的聚合物木質(zhì)葡聚糖進(jìn)入細(xì)胞壁，或可逆放松纖維素-木質(zhì)葡聚糖網(wǎng)絡(luò)，允許膨壓驅(qū)動的細(xì)胞擴大(DeS.Ilvaetal.，Xyloglucanendotransglycosylaseandplantgrowth,Journalofexperimentalbotany,280:1693-1701，1994)。XET參與細(xì)胞增長作用，各種XET的活性已顯示與伸長率相關(guān)，例如玉米根系(PritchardJ.Eremyetal.，XyloglucanEndotransglycosylaseActivity,MicrofibrilOrientationandtheProfilesofCellWallPropertiesAlongGrowingRegionsofMaizeRoots,J.Exp.Bot.,8:1281-1289,1993)。GA(脫落酸)能顯著提高XET的活性。水稻中有4種XET相關(guān)的基因(XTR):C^Y7T^，a^￥77^，0Z773禾卩C^Z774，其中a^￥77/，asX7T^主要在節(jié)間伸長區(qū)表達(dá)。水稻矮稈突變體『a/toC中a^Y77/，C^Y7T^mRNA水平比野生植株中低，外源GA3增加a^777，C^Y7T^的表達(dá)水平，表明GA通過提高巡r相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄水平促進(jìn)細(xì)胞伸長(CuiD.etal.，Gibberellin-regulatedXETisdifferentiallyinducedbyauxininriceleafsheathbasesduringgravitropicbending,JournalofExperimentalBotany,415:1327-1334，2005)。從赤豆(Wg"aaf7g"/a&)中首次純化得到木葡聚糖內(nèi)轉(zhuǎn)糖基酶(EXGT)，此酶被公認(rèn)為在細(xì)胞壁伸展性方面起著重要的作用，能夠通過在內(nèi)部切割木葡聚糖聚合體并隨后將切割后的糖鏈重新連接于另一個不同的木葡聚糖鏈，以調(diào)節(jié)植物細(xì)胞的延伸生長(SmithR.C.etal.,Endotransglycosylationofxyloglucansinplantcellsuspensioncultures,Biochem.J,529-535,1991;NishitaniK.etal.,Endo-xyloglucantransferase,anovelclassofglycosyltransferasethatcatalyzestransferofasegmentofxyloglucanmoleculetoanotherxyloglucanmolecule,JournalofBiologicalChemistry,29:21058-21064，1992;FryS.C.etal.,Xyloglucanendotransglycosylase,anewwall-looseningenzymeactivityfromplants,BiochemicalJournal,Pt3:821,1992;FarkasV.etal.，Cleavageofxyloglucanbynasturtiumseedxyloglucanaseandtransglycosylationtoxyloglucansubunitoligosaccharides"ArchBiochemBiophys,2:365-70,1992;FanuttiC.etal.,Actionofapurexyloglucanendo-transglycosylase(formerlycalledxyloglucan隱specificendo-(lfi4)-b-D-glucanase)fromthecotyledonsofgerminatednasturtiumseeds,PlantJ，691-700，1993;NishitaniK.，Endo-xyloglucantransferase,anewclassoftransferaseinvolvedincellwallconstruction,JournalofPlantResearch,1:137-148，1995;NishitaniK.，Theroleofendoxyloglucantransferaseintheorganizationofplantcellwalls.,IntRevCytol,157-206,1997)。Takano等從ageo^o/ww根系中克隆到木葡聚糖內(nèi)轉(zhuǎn)糖基酶(i^—五ZGT/)基因(TakanoM.etal.,EndoxyloglucantransferasecDNAisolatedfrompearootsanditsfluctuatingexpressioninhydrotropicallyrespondingroots,PlantandCellPhysiology,2:135-42,1999a)。在水分脅迫的條件下，根系伸展生長在伸長區(qū)附近的區(qū)域明顯受阻，并導(dǎo)致此伸長區(qū)變矢豆(SharpR.E.etal.,GrowthoftheMaizePrimaryRootatLowWaterPotentials:I.SpatialDistributionofExpansiveGrowth,PlantPhysiology,1:50-7,1988)。但伸長區(qū)末端的生長速率并沒有受水分脅迫的影響，仍保留著較高水平的木葡聚糖內(nèi)轉(zhuǎn)糖基酶活性(WuY.etal.,RootGrowthMaintenanceatLowWaterPotentials(IncreasedActivityofXyloglucanEndotransglycosylaseandItsPossibleRegulationbyAbscisicAcid)"PlantPhysiology,2:607,1994)。因此，木葡聚糖內(nèi)轉(zhuǎn)糖基酶可能在根系伸長生長和向性響應(yīng)方面起重要的作用，但是木葡聚糖內(nèi)轉(zhuǎn)糖基酶參與根系伸展生長的分子機理仍待被闡述。胡楊根系具有明顯的向水性生長特性，在土壤水分條件較好的情況下，胡楊根系主根分布于地下50-80厘米，在極度干旱土壤條件下扎得很深，可以伸到地下13.5米(王世績等，胡楊林，北京中國林業(yè)出版社，29，1995)。在沙漠地區(qū)根系跟蹤、吸收和利用地下維持和延續(xù)植株在干旱地區(qū)的生命。與赤豆相比較，胡楊根系具有向水性生長的這種特性與赤豆相似，赤旦T共flH'、JIRJ/A'l土乂乂)ItaKH穴簽I^J34J入Jtl丄，明T刃卞"Ui/J^歐1于訌；XQ疋W楊根系能向地下延伸到十幾米的這種生理現(xiàn)象在赤豆中未見報道。不論這種能力是質(zhì)量性狀還是數(shù)量性狀的基因所致，在此之前尚未有關(guān)于胡楊XET基因的報道。因此克隆和利用胡楊所蘊含的XET基因都具新穎性、創(chuàng)新性和實用性。利用這種基因改良植物特別是林木耐旱性，是滿足我國生態(tài)環(huán)境和林業(yè)產(chǎn)品多效能服務(wù)社會發(fā)展的迫切需要，符合《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》和《林業(yè)科學(xué)和技術(shù)發(fā)展中長期規(guī)劃(2006-2020年)》。3.關(guān)于植物基因啟動子的研究在植物基因工程中，常借助高活性的組成型啟動子驅(qū)動外源基因的轉(zhuǎn)基因植物中高效表達(dá)。但是，外源基因在時間和空間上的持續(xù)表達(dá)會增加細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)和能量的負(fù)荷，從而影響轉(zhuǎn)基因植物的生長與發(fā)育。采用組織特異性啟動子就能夠有效地控制外源基因在特定的組織或器官中表達(dá)，避免基因產(chǎn)物對受體生物及環(huán)境產(chǎn)生副作用。CaMV(花椰菜花葉病毒)35S啟動子和NOS(胭脂堿合成酶)啟動子，在轉(zhuǎn)基因植物的研究中得到了大量的應(yīng)用。由于組成型啟動子不能從時間和空間上有效地調(diào)控目的基因的表達(dá)，故在作物的遺傳改良中存在一定的缺陷(GittinsJ.R.etal.，Transgeneexpressiondrivenbyheterologousribulose-1,5-bisphosphatecarboxylase/oxygenasesmall-subunitgenepromotersinthevegetativetissuesofapple(M3/mpwm7aMill.),Planta,2:232-240,2000)。如利用組成型啟動子病毒衣殼蛋白，就可能會引起病毒衣殼轉(zhuǎn)移，從而導(dǎo)致植物病毒新株系的產(chǎn)生(RobinsonD.J.,Environmentalriskassessmentofreleasesoftransgenicplantscontainingvirus-derivedinserts,TransgenicResearch,5:359-362,1996)，因此，尋找專一性啟動子，使外源基因特異地表達(dá)已成為植物基因工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。組織特異啟動子作為一類專一性啟動子，能指導(dǎo)外源基因在植物發(fā)育過程中某一特定時空表達(dá)，它不僅能使目的基因的表達(dá)產(chǎn)物在一定空間積累，增加區(qū)域表達(dá)量，而且也避免植物營養(yǎng)的不必要浪費，因此，組織特異啟動子如種子(CahoonE.B.etal.，ProductionofFattyAcidComponentsofMeadowfoamOilinSomaticSoybeanEmbryos,PlantPhysiology,1:243-252,2000)、果實(ChengappaS.etai.,Transgenictomatoplantswithdecreasedsucrosesynthaseareunalteredinstarchandsugaraccumulationinthefruit,PlantMolecularBiology,2:213-221,1999)等特異啟動子，已成為轉(zhuǎn)基因研究中最有發(fā)展前景的外源基因的啟動元件。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明涉及一種向水性基因，更具體地，涉及胡楊的根系向水性基因尸eX五r基因(SEQIDNo.1)，及該基因翻譯的蛋白質(zhì)(SEQIDNo.2)。本發(fā)明還涉及胡楊向水性基因尸eX五r基因的啟動子(SEQIDNo.3)。本發(fā)明還涉及尸^YEr基因及其啟動子的應(yīng)用。另外，本發(fā)明還涉及植物根系向水性反應(yīng)誘導(dǎo)裝置。依據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，本發(fā)明從干旱脅迫的胡楊葉片、莖段、根系和愈傷組織分別提取RNA。然后，根據(jù)用/V五XG7V基因序列在GeneBank上通過BLAST在線程序在尸o/m/w屬的核酸非冗余數(shù)據(jù)庫nr中進(jìn)行比對搜索得到的楊屬序列AF515607和EF194052。在GenBank上以AF515607和EF194052基因序列通過BLAST在線程序在胡楊(尸.e"p/zra^a)的EST庫中進(jìn)行比對搜索，搜索得到如下兩條EST序列AJ772752和AJ778011。將這兩條序列通過DNAMan軟件進(jìn)行序列拼接。根據(jù)上述拼接序列設(shè)計用于從胡楊中通過PCR擴增尸eXEr的引物PeXET-722-l，PeXET-722-2和PeXET-999-3。利用所述引物，和從干旱脅迫的胡楊組織中提取的RNA，進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄PCR，得到預(yù)測的尸e^Er的DNA序列。依據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案，本發(fā)明構(gòu)建了P^Y2T基因重組表達(dá)載體，進(jìn)一步用于關(guān)于P^Er基因功能的研究，例如可以利用轉(zhuǎn)化了所述重組表達(dá)載體的農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)染植物，獲得轉(zhuǎn)基因植物，例如耐旱性的轉(zhuǎn)基因植物。此外，本發(fā)明還提供了尸eXer基因的啟動子序列(pPeXET，SEQIDNo.3)，構(gòu)建了啟動子缺失片段的表達(dá)載體，通過pPeXET驅(qū)動GUS的瞬時表達(dá)檢測，驗證所述胡楊根系向水性尸e^Er基因啟動子的活性。目前，還不知道尸e!r基因啟動子具體有哪些作用，尚未發(fā)現(xiàn)國際上對該啟動子做過研究。通過本發(fā)明中描述的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該基因只在愈傷組織和根系中表達(dá)，因此，推測該啟動子具有組織特異性表達(dá)的功能?？寺≡搯幼雍?，將其與GUS報告基因進(jìn)行融合，并通過對煙草植株的轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)這些煙草獲得種子后，以期通過EapenD.etal.,Hydrotropism:rootgrowthresponsestowater,TrendsinPlantScience,1:44-50，2005中描述的方法進(jìn)行啟動子功能確定。從下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點將更明顯，其中圖1.根系向水性誘導(dǎo)反應(yīng)裝置。A.水平放置的栽培裝置，只有一邊側(cè)面有滲水孔(圖1A中滲水孔在左側(cè)，05mmX8行X8歹iJ，以虛線表示)，底部中間有可以轉(zhuǎn)動的軸；B.當(dāng)植株正常生長后將中軸上方的栽培裝置向下傾斜，傾斜角度根據(jù)植物在田間生長的實際坡度確定，栽培裝置左側(cè)的滲水孔朝向地面，可以排水。圖2.胡楊尸e^Er基因序列預(yù)測。2A.AJ772752和AJ778011的序列拼接；2B.得到的AJ772752和AJ778011的拼接序列；2C.Pe^Er拼接序列與AF515607和EF194052進(jìn)行比對。圖3.胡楊Pel五r基因的RT-PCR。A.722bp大小片段；B.999bp大小片段。M:100bpLadder;1:葉片cDNA;2:根系cDNA;3:蓬段cDNA;4:愈傷組織cDNA。圖4.尸d五r的基因序列和蛋白質(zhì)預(yù)測序列。圖5.圖示尸e^Er基因表達(dá)載體構(gòu)建策略。圖6.圖示尸e^Er基因表達(dá)載體的構(gòu)建。A.PeXET加酶切位點PCR檢測；B.PeXET-pMD18-T雙酶切檢測回收；C.pBin438載體的雙酶切；D.pBin438-PeXET載體的PCR檢測；E.pBin438-PeXET載體的雙酶切檢測；F.轉(zhuǎn)pBin438-PeXET農(nóng)桿菌PCR檢測。圖7.圖示iPCR引物設(shè)計。7A.iPCR的工作原理示意圖；7B.尸eX5r基因結(jié)構(gòu)示意圖，圖示其中所包含的內(nèi)含子、外顯子和限制性酶切位點；7C.圖示iPCR引物設(shè)計。圖8.尸eX五r基因的全長啟動子序列。圖9.pCAMBIA1301載體圖譜。圖10.缺失啟動子的大小示意圖及PCR結(jié)果。圖11.啟動子瞬時表達(dá)檢測。ck-為未轉(zhuǎn)化煙草葉盤，pl301代表轉(zhuǎn)化了pCAMBIA1301空載體的煙草葉盤，1831，1425，993，717和588代表分別轉(zhuǎn)化了不同長度的啟動子缺失載體的煙草葉盤。具體實施例方式以下通過實施例來進(jìn)一步闡明本發(fā)明。但是應(yīng)該理解，所述實施例只是舉例說明的目的，并不意欲限制本發(fā)明的范圍和精神。實施例1.胡楊的干旱脅迫設(shè)計適用于胡楊向水性誘導(dǎo)反應(yīng)的實驗裝置(參見圖1)，并對生長在其中的誘導(dǎo)植株的生理反應(yīng)進(jìn)行測定。參考玉米根系向水性的研究報告(TakahashiH.etal"Hydrotropismanditsinteractionwithgravitropisminmaizeroots,PlantPhysiology,558-64,1991)，設(shè)計木本植物根系向水性誘導(dǎo)反應(yīng)裝置，如圖1所示，其包括(1)栽培裝置，只有一側(cè)側(cè)面有滲水孔；(2)所述栽培裝置的底部中間有可以轉(zhuǎn)動的軸，所述軸由三角支架固定，所述軸的轉(zhuǎn)動可以使得所述栽培裝置傾斜，使有滲水孔的一側(cè)側(cè)面朝向地面。另外，在所述栽培裝置的上方配以隨時可以拆卸的日光燈光源及其控制系統(tǒng)，使植物獲得與自然環(huán)境類似的光照條件。參見圖l，圖1A:水平放置時的裝置，只有左邊側(cè)面有滲水孔(05mmX8行X8歹ij，以虛線表示)，底部中間有可以轉(zhuǎn)動的軸；圖IB:當(dāng)植株正常生長后，將所述軸轉(zhuǎn)動一定的角度，將中軸上方的栽培裝置斜向放下，左側(cè)的滲水孔朝向地面，模擬干旱脅迫條件。在本實施例中，所述根系向水性誘導(dǎo)反應(yīng)裝置長170cm，寬110cm，高50cm;支架底60cm，斜邊65cm，高63.5cm。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，裝置的大小可以根據(jù)實際需要進(jìn)行調(diào)整。所述根系向水性誘導(dǎo)反應(yīng)裝置的特點是可以水平放置種植苗木，模擬自然平地的干旱條件處理苗木；也可以模擬自然山坡，通過軸的轉(zhuǎn)動調(diào)整所述栽培裝置的傾斜角度形成與自然山體坡度一致的干旱條件處理苗木，該裝置的模擬山體坡度在O。-45°范圍內(nèi)；在苗木的上方配以隨時可以拆卸的日光燈光源及其控制系統(tǒng)，使植物獲得與自然環(huán)境類似的光照條件。所述裝置還可以根據(jù)實際場地制作不同大小的性狀。在模擬干旱脅迫條件時，所述栽培裝置有滲水孔的一側(cè)朝向地面。在本實施例中，所述根系向水性反應(yīng)模擬實驗裝置可以模擬胡楊生長地區(qū)自然環(huán)境，產(chǎn)生斜坡上的水勢梯度，誘導(dǎo)根系向水性的生長響應(yīng)。將從額濟納旗胡楊育種基地苗圃場取回的2年生苗種植在所述栽培裝置內(nèi)，栽培裝置內(nèi)填充的培養(yǎng)基質(zhì)是使用8目篩子篩過的河沙。栽種的植株為6行X6歹i」x每墩3棵。緊鄰滲水孔側(cè)的一行設(shè)置為保護(hù)行(即，圖1B的第6行)。將該栽培裝置放置在北京林業(yè)大學(xué)生物中心溫室中進(jìn)行培養(yǎng)。室溫維持在28士2t:，空氣相對濕度60-80%，白天自然光照，17:30后，補光2000Lux至21:00，維持全天光照15h以上。當(dāng)栽培裝置內(nèi)的胡楊苗木正常生長至當(dāng)年生嫩枝平均長度約為15-20cm時可以進(jìn)行傾斜后的根系向水性誘導(dǎo)實驗。經(jīng)過培養(yǎng)至標(biāo)號為1的植株行的胡楊葉片剛剛出現(xiàn)萎蔫(暫時萎蔫)。收集編號為1~5的植株細(xì)嫩白根根系及幼嫩葉片，并迅速編號后置于液氮中速凍留用。實施例2.提取干旱脅迫的胡楊的RNA選擇干旱脅迫的胡楊葉片、莖段、根系和愈傷組織，按照CTAB-LiClRNA提取方法分別提取RNA。具體提取方法如下1)將用于RNA提取的CTAB提取緩沖液(配方2%CTAB(十六烷基三甲基溴化氨)；2%PVP(聚乙烯吡咯垸酮K30);100mMTris-HCl(pH8.0);25mMEDTA;2.0MNaCl;0.5g/L亞精胺(Spermidine)(混合并滅菌)；2%卩-巰基乙醇(使用時添加))在65"C預(yù)熱；2)液氮研磨胡楊樣品，保持冷凍狀態(tài)放入2mLEP管內(nèi)，并迅速添加800pLCTAB提取緩沖液，使用渦旋振蕩器震蕩，充分混勻；3)65。C水浴溫育5分鐘，其間顛倒反轉(zhuǎn)EP管3-4次，保證緩沖液與樣品粉末充分接觸；4)將上述EP管轉(zhuǎn)移至冰浴，使管內(nèi)內(nèi)容物溫度下降。隨后使用等體積的24:1的氯仿/異戊醇(購自北京化學(xué)試劑公司)抽提，并用10000rpm于4。C下離心，吸取上清；5)離心結(jié)束后吸取上清轉(zhuǎn)移至新的EP管，并重復(fù)第4)步兩次；6)吸取上清，添加1/4體積的10mol/LLiCl(-20。C'LiCl購自北京化學(xué)試劑公司)到表層，并混勻；7)冰浴中沉淀過夜，次日于4。C條件下10000rpm離心20分鐘；8)棄上清，所得沉淀溶解于0.5。/。SDS;9)用等體積的24:1的氯仿/異戊醇抽提兩次。方法如步驟4);10)吸取上清后，加2.5倍體積冷(-20。C)無水乙醇和1/10體積3mol/LNaAc(pH5.2)于-8(TC沉淀30分鐘或-2(TC沉淀2h;11)4。C12000rpm條件下離心15分鐘后，棄上清；12)加70°/。乙醇清洗沉淀，并于4。C12000rpm條件下離心5分鐘，棄上清；13)用20-30ul的不含DNase-RNase的水溶解沉淀，得RNA溶液；14)用DNaseI于37。C條件下處理步驟13)所得RNA溶液30分鐘，消化DNA。實施例3.克隆&A^r基因基于文獻(xiàn)(TakanoM.etal.,EndoxyloglucantransferasecDNAisolatedfrompearootsanditsfluctuatingexpressioninhydrotropicallyrespondingroots,plantandcellphysiology,1:135-142,1999)禾卩(BourquinVeronicaetal.,XyloglucanEndotransglycosylasesHaveaFunctionduringtheFormationofSecondaryCellWallsofVascularTissues,PlantCell,12:3073-3088，2002)的報道，著重對胡楊^^r基因進(jìn)行研究。在GenBank上以基因序列(GenBankAcc.AB015428)通過BLAST在線程序在Po/m/w屬的核酸非冗余數(shù)據(jù)庫nr中進(jìn)行比對搜索，搜索得到如下兩條楊屬序列AF515607:PopulustremulaxPopulust:remuloidesxyloglucanendotransglycosylaseprecursor(XET16A)mRNAEF194052:Populustrichocarpaxyloglucanendotransglycosylase/hydrolaseprecursorXTH-27mRNA在GenBank上以AF515607和EF194052基因序列通過BLAST在線程序在胡楊(尸.ez^Ara//^)的EST庫中進(jìn)行比對搜索，搜索得到如下兩條EST序列AJ772752和AJ7780U。將這兩條序列下載至本地硬盤，通過DNAMan軟件進(jìn)行序列拼接，見圖2A，拼接得到如圖2B序列。分析圖2B，該序列具有預(yù)測的轉(zhuǎn)錄起始密碼子(以黃色背景顯示)，但是按照密碼子的三聯(lián)體規(guī)則沒有找到合適的轉(zhuǎn)錄終止密碼子。因此這個拼接序列是不完整的，需要再同其他楊屬植物進(jìn)行比對預(yù)測。利用VectorNTI軟件對圖2B的拼接序列與AF515607和EF194052進(jìn)行比對，結(jié)果如圖2C。在考慮到圖2B的胡楊EST拼接序列中不包含終止密碼子，而圖2C中比對結(jié)果顯示亦是如此。設(shè)計引物時首先以圖2B的胡楊EST拼接序列進(jìn)行設(shè)計，如圖2C中標(biāo)注的PeXET-722-l和PeXET-722-2的位置，這對引物保證可以從胡楊cDNA中得到一條尸^^r的片段，以此來證明，該cDNA中包含Pd五r。再由于在BLAST時發(fā)現(xiàn)，該基因在序列上相對保守的特點，根據(jù)圖2C由兩條楊屬^Er基因比對的結(jié)果設(shè)計第三條引物(包含上終止密碼子)PeXET-999-3(該序列的位置已在圖2C中標(biāo)注)。所設(shè)計的引物序列見下表l。表l.用于PCR擴增尸eX五r的引物<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>通過對實施例2提取的RNA進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄實驗后PCR，得到如圖3的結(jié)果。從圖3A中可以看出，第2泳道(根系cDNA為模板)和第4泳道(愈傷組織cDNA為模板)RT-PCR清楚地得到一條大小約為722bp的條帶，這證明，在這兩個cDNA中均包含尸e^Er這個基因。在圖3B中看出，當(dāng)使用比對預(yù)測的引物PeXET-999-3時，也得到了根系和愈傷組織的RT-PCR結(jié)果，顯示一條大約999bp的條帶。對大小約為722bp和大小約為999bp的條帶進(jìn)行瓊脂糖凝膠回收，連接T載體后轉(zhuǎn)化大腸桿菌TOP10感受態(tài)細(xì)胞，檢測后送公司測序。測序結(jié)果顯示在本次PCR結(jié)果中，所謂999bp的序列包含722bp的序列且實際為1000bp大小，其中尸eZEr基因的序列為SEQIDNo.l。經(jīng)過DNAMAN軟件以通用密碼子進(jìn)行ORF預(yù)測和翻譯后，得到如圖4的結(jié)果，該ORF翻譯292個氨基酸殘基(SEQIDNo.2)，預(yù)測蛋白質(zhì)大小為33.8KDa。利用BLAST比對工具在線比對可以看出，該預(yù)測氨基酸序列與其他植物(例如豌豆、毛果楊、擬南芥等)^Er基因具有80。/。以上的相似性。實施例4.構(gòu)建i^XEr基因表達(dá)載體尸^五r基因表達(dá)載體構(gòu)建的過程如圖5所示，依照這條路線的結(jié)果如圖6所示。最終獲得pBin438-PeXET植物雙元表達(dá)載體(圖6E)，并轉(zhuǎn)化在農(nóng)桿菌菌株GV3101內(nèi)(圖6F)。通過標(biāo)準(zhǔn)分子生物學(xué)技術(shù)，將Pd五r基因克隆到pBin438植物雙元表達(dá)載體(參見專利號ZL00103561.4，還可參考文獻(xiàn)李太元，田穎川，秦曉峰，莽克強.高效抗蟲轉(zhuǎn)基因煙草的研究.中國科學(xué)(B)，1994，24(3):276_282)中，該重組表達(dá)載體由組成型的重復(fù)CaMV35S啟動子(KayR.etal.,DuplicationofCaMV35SPromoterSequencesCreatesaStrongEnhancerforPlantGenes,Science,4806:1299-1302,1987)驅(qū)動，能夠有效增強基因的表達(dá)(田穎川等，表達(dá)蘇云金桿菌S-內(nèi)毒素基因的轉(zhuǎn)基因煙草的抗蟲性，生物工程學(xué)報，1:1-10，1991;李太元等，高效抗蟲轉(zhuǎn)基因煙草的研究，中國科學(xué)(B輯)，3:276-282，1994;TangW.etal.,Transgenicloblollypine(尸/"z^toec/aL.)plantsexpressingamodified5-endotoxingeneofBacillusthuringiensiswithenhancedresistancetoDendrolimuspunctatusWalkerandCrypyotheleaformosicolaStaud,JournalofExperimentalBotany,383:835-844，2003)。尸ex五r基因表達(dá)載體構(gòu)建策略既是通過pcr方法在基因兩端引入兩個限制性酶切位點，上游為SamHI下游為5^/1，將其連接在T載體上并轉(zhuǎn)化到大腸桿菌中，提取質(zhì)粒進(jìn)行雙酶切，得到帶缺口的基因片段；同時對pBin438進(jìn)行同樣的雙酶切，回收大片段；將上述基因片段和缺口表達(dá)載體利用T4DNA連接酶連接，得到表達(dá)載體。實施例5./^XEr基因啟動子的研究5.1i^A冗r基因啟動子的預(yù)測基于圖3的結(jié)果，尸^sr基因僅在胡楊和根系和愈傷組織中表達(dá)，因此本研究根據(jù)文獻(xiàn)(李姍姍等，啟動子克隆方法研究進(jìn)展，中國生物工程雜志，7:9-16，2005)介紹的反向PCR(InversePCR，iPCR)的方法，并借鑒巢式PCR的做法，克隆了胡楊戶eZEr基因的啟動子序列(SEQIDNo.3)，并將啟動子序列與報告基因Gt/;s相融合，通過檢測報告基因表達(dá)，對啟動子的調(diào)節(jié)活性進(jìn)行定性分析。本實施例利用所克隆到的戶^^r基因的啟動子序列替換表達(dá)載體pCAMBIA1301(可從網(wǎng)上訂購http:〃www.cambia,org/daisy/cambia/585.html)中的CaMV35S啟動子與報告基因Gt/5"相融合建立植物表達(dá)載體，并導(dǎo)入農(nóng)桿菌GV3101(購自北京優(yōu)博基因科技有限公司)，浸染煙草培育轉(zhuǎn)基因植株，以鑒定其啟動子功能提供條件。由于該基因在組織中的表達(dá)差異(如圖3)，該基因的啟動子是否具有組織特異性表達(dá)并且能有效地驅(qū)動外源基因在植物體內(nèi)表達(dá)成為一個值得研究的問題。分析PeZEr基因的DNA序列可以看出，該基因片段較大，而作為iPCR的引物設(shè)計應(yīng)該考慮到限制性內(nèi)切酶位點不應(yīng)在已知序列內(nèi)部出現(xiàn)。因此，選取Pd五r基因748bp處的五coRI位點(圖7B)前面的序列作為引物設(shè)計的目標(biāo)區(qū)域。根據(jù)iPCR的原理(圖錯誤！未找到引用源。)，設(shè)計引物如圖7C，引物位點設(shè)計在此有一個好處，就是可以利用到這段區(qū)域內(nèi)沒有的五coRI位點。而且充分考慮到基因5，側(cè)翼序列的未知性，應(yīng)使已知擴增區(qū)域盡量縮小，因此選取這段序列是明智的。參見圖8，將所述啟動子序列置于PlantCARE中搜索，可以看出在位于_464的位置，預(yù)測有ARE(AnaerobicResponseElement,厭氧反應(yīng)元件)元件，該元件是在玉米(Z^mq^L.)中發(fā)現(xiàn)的，這是對厭氧條件的順式作用元件。而實際中研究者在其他物種中在厭氧條件下克隆得到XET基因(王文泉等，厭氧誘導(dǎo)木葡聚糖轉(zhuǎn)葡糖苷酶(XET)基因在芝麻和小麥根中的表達(dá)，農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報，3:258-263，2004)。而-72處的GCmotif被認(rèn)為是基因在缺氧條件誘導(dǎo)表達(dá)的增強元件。在位于-46的位置，預(yù)測有ERE(Ethylene-ResponsiveElement,乙烯反應(yīng)元件)元件，該元件是在麝香石竹(康乃馨，Z)/a"Awca^op/^〃wL.)中發(fā)現(xiàn)的一類乙烯響應(yīng)元件。而在植物根系向水性響應(yīng)過程中，研究者認(rèn)為乙烯作為植物激素可能會參與這個過程(EapenD.etal.，Hydrotropism:rootgrowthresponsestowater,TrendsinPlantScience,1:44-50,2005)，如此看來，PeXEr基因的可能會在根系向水性響應(yīng)過程發(fā)揮作用。-65處的CCGTCC-box被認(rèn)為是涉及到分生組織特別活性的順式作用元件，這可能與根系向水性彎曲過程中引起的分生區(qū)兩側(cè)不對稱生長有關(guān)(TakanoM.etal,，EndoxyloglucantransferasecDNAisolatedfrompearootsanditsfluctuatingexpressioninhydrotropicallyrespondingroots,PlantandCellPhysiology,2:135-42,1999a)。所述啟動子序列中還包括許多其它調(diào)控元件，但這些順式作用元件的功能還不是十分清楚。預(yù)測中看出一部分元件與光響應(yīng)有關(guān)，另一部分元件和茉莉酸、水楊酸等物質(zhì)有關(guān)，那么在這些因素及物質(zhì)和尸ex五r表達(dá)之間有何作用關(guān)系，有待進(jìn)一步挖掘。5.2構(gòu)建啟動子缺失片段的表達(dá)載體通過上述的分析，推測SEQIDNo.3具有啟動子功能，為了證明這一點，同時為了研究在實施例2中提取的胡楊根、莖、葉片和愈傷組織中的總RNA中的的基序中哪些對組織特異性表達(dá)具有決定性作用，試驗設(shè)計為啟動子缺失實驗。因此針對pCAMBIA1301載體構(gòu)建了五個不同長度(用于替換圖9中所示的"替換區(qū)段"，此區(qū)段原為35S啟動子)的植物表達(dá)載體，用以研究啟動子功能。pCAMBIA1301載體(圖9，可從網(wǎng)上訂購http:〃www.cambia,org/daisv/cambia/585.html)在驅(qū)動Gt/5"基因的表達(dá)的啟動子35S上下游具有歷"dlII和A^oI單克隆位點。因此，利用PCR的方法，在目的啟動子缺失片段上引入上述兩位點，PCR產(chǎn)物大小及電泳圖譜如圖10?；厥丈鲜鯬CR產(chǎn)物，加A后連接pMD19-T-Sample載體(購自大連寶生物公司)，并轉(zhuǎn)化大腸桿菌。提取上述連接質(zhì)粒后，用幼>^111和；\^01進(jìn)行雙酶切，并同時雙酶切pCAMBIA1301載體，并回收pCAMBIA1301載體大片段和啟動子缺失的各個片段(結(jié)果未顯示)。將酶切回收的DNA片段分別與酶切回收的pCAMBIA1301植物雙元表達(dá)載體按照載體和目的片段的摩爾比為1:31:8的比例在T4DNA連接酶的作用下16'C進(jìn)行過夜連接，轉(zhuǎn)化大腸桿菌。隨后提取質(zhì)粒，利用PCR、酶切以及測序的手段進(jìn)行連接驗證。驗證結(jié)果表明，不同長度的啟動子均以正確插入pCAMBIA1301表達(dá)載體中。下一步為了研究啟動子的功能，需將這些驗證過的表達(dá)載體轉(zhuǎn)化進(jìn)農(nóng)桿菌，用于侵染煙草。5.3pPeXET驅(qū)動GUS的瞬時表達(dá)將胡楊戶eJffir基因的啟動子序列替換植物雙元表達(dá)載體pCAMBIA1301中的CaMV35S，經(jīng)根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)的葉盤轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)化到煙草中，通過Gt/S基因的表達(dá)來檢測胡楊i^YEr基因的啟動子的活性，本實驗以空菌株為陰性對照。卩-葡糖醛酸糖苷酶(P-glucuronidase，GUS)基因，簡稱Gt^基因，存在于某些細(xì)菌體內(nèi)，編碼P-葡萄糖苷酸酶(EC3.2丄31，一種水解酶，催化許多聚葡萄糖苷酯類物質(zhì)水解)。大多數(shù)植物缺乏內(nèi)源的葡萄糖苷酸酶，Gt/S基因的導(dǎo)入不會影響其正常的生長發(fā)育，是廣泛使用的一種報告基因。基因的表達(dá)產(chǎn)物易于檢測。GUS在轉(zhuǎn)化細(xì)胞及提取液中很穩(wěn)定，對提取時的熱和去污劑有一定耐受性；在葉肉原生質(zhì)體中的半衰期為50小時。該酶反應(yīng)最適的pH為5.28.0，不需要輔酶和特殊離子，且能適應(yīng)較寬的離子強度范圍；但某些二價金屬離子能抑制其活性。該酶專一性很低，可催化多種人工底物發(fā)生顯色反應(yīng)而容易被檢測。檢測GUS基因表達(dá)最常用的方法是組織化學(xué)染色定位法，以5-溴-4-氯-3』引哚-e-D-葡萄糖苷酸酯(X-Gluc)為底物，若轉(zhuǎn)GUS基因的組織、細(xì)胞、原生質(zhì)體表達(dá)出GUS，在適宜條件下該酶可將X-Gluc水解生成藍(lán)色物質(zhì)5，5'-二溴一4,4，-二氯靛藍(lán)染料，可用肉眼、顯微鏡、激光共聚焦顯微鏡(Confocal)等觀察。本實施例中轉(zhuǎn)GUS和對照植株在表型上沒有顯著的差異。結(jié)果如圖11。從圖錯誤！未找到引用源?？梢钥闯霾煌L度的胡楊PeX五r基因的啟動子序列在煙草中均能表達(dá)活性，這為鑒定啟動子在煙草中的組織特異性表達(dá)提供基礎(chǔ)。應(yīng)該理解，盡管參考其示例性的實施方案，已經(jīng)對本發(fā)明進(jìn)行具體地顯示和描述，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以在其中進(jìn)行各種形式和細(xì)節(jié)的變化，而不背離由后附的權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神和范圍。參考文獻(xiàn)AntosiewiczD.M.，PuruggananM.M.,PolisenskyD.H.，BraamJ.CellularlocalizationofArabidopsisxyloglucanendotransglycosylase-relatedproteinsduringdevelopmentandafterwindstimulation.[J]PlantPhysiology,1997,115(4):1319BourquinVeronica,NishikuboNobuyuki，AbeHisashi,Brumer'Harry,DenmanStuart,EklundMarlin,ChristierninMaria,TeeriTunlaT.,SundbergBjorn,MellerowiczEwaJ.XyloglucanEndotransglycosylasesHaveaFunctionduringtheFormationofSecondaryCellWallsofVascularTissues[J].PlantCell,2002，14(12):3073陽3088CahoonE.B.,MarilliaE.F.，SteccaK.L.,HallS.E.,TaylorD.C.,KinneyA.J.ProductionofFattyAcidComponentsofMeadowfoamOilinSomaticSoybeanEmbryos[J].PlantPhysiology,2000,124(1):243-252CroutD.Hg，VicG.Glycosidasesandglycosyltransferasesinglycosideandoligosaccharidesynthesis[J].CurrentOpinioninChemicalBiology,1998,2(1):98-111CuiD.,NeillS.J.,TangZ.,CaiW.Gibberellin-regulatedXETisdifferentiallyinducedbyauxininriceleafsheathbasesduringgravitropicbending[J].JournalofExperimentalBotany,2005,56(415):1327-1334DeS.Ilva,ArrowsmithD.,HellyerA,,WhitemanS.,RobinsonS.Xyloglucanendotransglycosylaseandplantgrowth[J].Journalofexperimentalbotany,1994,45(280):1693-1701EapenD.,BarrosoM.L.,PonceG.,CamposM.E.，CassabG.I.Hydrotropism:rootgrowthresponsestowater[J].TrendsinPlantScience,2005,10(1):44-50FanuttiC"GidleyM.J.,ReidJ.Sg.Actionofapurexyloglucanendotransglycosylase(formerlycalledxyloglucan-specificendo-(lfi4)-b-D-glucanase)fromthecotyledonsofgerminatednasturtiumseeds[J].PlantJ,1993,3:691-700FarkasV.，SulovaZ,,StratilovaE.,HannaR.,MaclachlanG.Cleavageofxyloglucanbynasturtiumseedxyloglucanaseandtransglycosylationtoxyloglucansubunitoligosaccharides.[J].ArchBiochemBiophys,1992，298(2):365醫(yī)370FryS.C.Polysaccharide-ModifyingEnzymesinthePlantCellWall[J]AnnualReviewsinPlantPhysiologyandPlantMolecularBiology,1995,46(l):497-520FryS,C.,SmithR.C.,Re服ickK.F.，MartinD.J"HodgeS.K.，MatthewsK.J.Xyloglucanendotransglycosylase,anewwall-looseningenzymeactivityfromplants[J].BiochemicalJournal,1992,282(Pt3):821InitiativeT.Ag.AnalysisofthegenomesequenceofthefloweringplantArabidopsisthaliana[J].Nature,2000,408:796-815NishitaniK.Endo-xyloglucantransferase,anewclassoftransferaseinvolvedincellwallconstruction[J].JournalofPlantResearch,1995,108(1):137-148NishitaniK.Theroleofendoxyioglucantransferaseintheorganizationofplantcellwalls.[J].IntRevCytol，1997，173:157-206NishitaniK.,TominagaR.Endo-xyloglucantransferase,anovelclassofglycosyltransferasethatcatalyzestransferofasegmentofxyloglucanmoleculetoanotherxyloglucanmolecule[J].JournalofBiologicalChemistry,1992,267(29):21058-21064PritchardJ.Eremy,HetheringtonP.Richard,FryS.Tephen，TomosA.Deri.XyloglucanEndotransglycosylaseActivity,MicrofibrilOrientationandtheProfilesofCellWallPropertiesAlongGrowingRegionsofMaizeRoots[J].J.Exp.Bot.,1993，44(8):1281-1289RoseJocelynK.，BraamJanet,FryStephenC.,NishitaniKazuhiko.TheXTHFamilyofEnzymesInvolvedinXyloglucanEndotransglucosylationandEndohydrolysis:CurrentPerspectivesandaNewUnifyingNomenclature[J]PlantandCellPhysiology,2002,43(12):1421-1435SharpR.E.,SilkW.K,，HsiaoT.C.GrowthoftheMaizePrimaryRootatLowWaterPotentials:I.SpatialDistributionofExpansiveGrowth[J].PlantPhysiology,1988,87(l):50-57SmithR.C.,FryS.C.Endotransglycosylationofxyloglucansinplantcellsuspensioncultures[J].Biochem.J,1991,279:529-535TakanoM.,FujiiN.，HigashitaniA.,NishitaniK.，HirasawaT.,TakahashiH.EndoxyloglucantransferasecDNAisolatedfrompearootsanditsfluctuatingexpressioninhydrotropicallyrespondingroots[J],PlantandCellPhysiology,1999a,40(2):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catgccttttgaattttaccttgacggtagaaatctccttccttcacgccaaacgt1260caccgtagtagagtcggtgggcttgaagtcatcattagcaa犯gagcccgagacaaaagc1320agaaaagtgcagtcctcgaaaagagaaaaaaccagggacaaaagccgaatatgtgaaggt1380ggcccagatatcttaggtgagagatgcagct卿a^g犯3gagag犯ggaaatttcaaga1440ttggtcagctgtgctcatatttttcctttcccatcaacccccccagaaaaataaacaaat1500accacacgagtctcagcgtttccaactttcaagatgttttcaaaacacattcttctcctg1560tcgtcgagcatgccctcctagtccatccactttttcaacatccagaagttaaataattgc1620acttttctcctctacccactatcacataaaaattaaaataggctgttgtggtagctacta1680gctagctgtattaccactgcccattattatagtttttttaatcaaatcaaatagtttgcc1740cccgcataccgtccaataatttaattttagttttgaaataaccactatttaaagggactc1800tcctcctccattctcctcgtccaattagcaccccttcaggagtactctctacgctcaggt1860aatgctagctctagaaccttgaatatgcttgcatcttgattcctctaatgctcaacatct1920ctagtccctttaaggtcttatattgtgtctcaagaactcacatttctcttgaaatgtgca1980gagatatggctgcttctttatggactttttttctt201權(quán)利要求1.胡楊(Populus.euphraticaOliv.)的根系向水性基因PeXET，其核苷酸序列為SEQIDNo.1。2.權(quán)利要求1的i^X五r基因編碼的蛋白質(zhì)，其氨基酸序列為SEQIDNo.2。3.權(quán)利要求1的P^YEr基因的啟動子，其核苷酸序列為SEQIDNo.3。4.權(quán)利要求3的啟動子的應(yīng)用，其用于使外源基因在根系或愈傷組織中進(jìn)行組織特異性表達(dá)。5.權(quán)利要求i的尸^2:r基因的重組表達(dá)載體，其通過將所述胡楊根系向水性基因尸ez五r克隆到表達(dá)載體中而制備。6.權(quán)利要求5所述的重組表達(dá)載體，其中所述表達(dá)載體包括pBin438植物雙元表達(dá)載體。7.權(quán)利要求5或6所述的重組表達(dá)載體的應(yīng)用，其通過利用所述重組表達(dá)載體轉(zhuǎn)化農(nóng)桿菌再轉(zhuǎn)染植物用于制備轉(zhuǎn)基因植物，或以所述重組表達(dá)載體通過其他物理和化學(xué)方法制備轉(zhuǎn)基因植物。8.植物根系向水性誘導(dǎo)反應(yīng)裝置，其包括(1)栽培裝置，只有一側(cè)側(cè)面有滲水孔；(2)所述栽培裝置的底部中間有可以轉(zhuǎn)動的軸，所述軸由三角支架固定，所述軸的轉(zhuǎn)動可以使得所述栽培裝置傾斜，使有滲水孔的一側(cè)側(cè)面朝向地面。9.權(quán)利要求8所述的植物根系向水性誘導(dǎo)反應(yīng)裝置，其還包括在所述栽培裝置上方的可拆卸的光源及其控制系統(tǒng)。10.權(quán)利要求8或9所述的植物根系向水性誘導(dǎo)反應(yīng)裝置的應(yīng)用，其通過軸的轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)所述栽培裝置的傾斜角，并使有滲水孔的一側(cè)側(cè)面朝向地面，模擬傾斜角度在0。-45°范圍內(nèi)的自然山坡干旱條件。全文摘要本發(fā)明涉及一種向水性基因，更具體地，涉及胡楊的根系向水性基因PeXET基因(SEQIDNo.1)，及該基因翻譯的蛋白質(zhì)(SEQIDNo.2)。本發(fā)明還涉及胡楊向水性基因PeXET基因的啟動子(SEQIDNo.3)。本發(fā)明還涉及PeXET基因及其啟動子的應(yīng)用。另外，本發(fā)明還涉及植物根系向水性反應(yīng)誘導(dǎo)裝置。文檔編號A01G7/00GK101348791SQ20081011832公開日2009年1月21日申請日期2008年8月13日優(yōu)先權(quán)日2008年8月13日發(fā)明者嚴(yán)曉丹,王華芳,王天祥申請人:北京林業(yè)大學(xué)