[發明專利]一種與植物抗鹽性相關的基因及其在植物育種中的應用

無效

• 申請號: 200810025604.6
• 申請日: 2008-01-03
• 公開（公告）號: CN101255428A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發明（設計）人: 王正詢;康國章;楊禮香
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/82;A01H1/00
• 代理公司: 廣州市天河廬陽專利事務所
• 代理人: 胡濟元

技術領域

本發明涉及生物化學領域，具體涉及一種脫氧核糖核酸及其在植物育種中的應用。

背景技術

目前，世界上有100多個國家存在著不同類型的鹽堿地10億公頃，約占全球可耕地面積10％。我國就有216×10⁷公頃，其中耕地約61×10⁶公頃，主要分布在新疆、甘肅等西北干旱半干旱地區。隨著工業污染加劇、灌溉農業的發展和化肥使用不當等原因，次生鹽堿化土壤面積有不斷加劇的趨勢，給農業生產造成重大損失。因此綜合治理鹽漬土、提高植物的耐鹽性、開發利用鹽水資源已成為未來農業發展及環境治理所亟待解決的重要課題。

近百年來，人們從基因工程角度對植物抗鹽性進行了大量研究，取得了很大的進展。1987年Hickock發現蕨類植物Ceratopteris的配子體中的與抗鹽性有關的兩種單基因核突變st1₁和st1₂，這兩個基因位于配子體1023品系的核基因組中，該品系自交產生的同源孢子體也具有明顯的抗鹽性，在孢子體第一葉期遺傳分析表明，所有突變體結和型相都抗能60mmol/LNaCl，而野生型不能，其中+/st1₁和st1₁/st1₂兩種基因型的植株能在含有100mmol/L?NaCl的培養基上生長，但對其它逆境的抗性卻不如野生型(郭善利、王秀芝(1998)。“植物抗鹽性及其遺傳工程”聊城師院學報；自然科學版11(002)；53-58。)。

熱激蛋白是一種分子陪伴(moleculer?chaperon)，可以使因溫度升高而構型發生改變的蛋白質恢復并維持原有的三維構象，不致喪失功能而使機體得以存活。已有研究表明，除在熱脅迫表達提高外，熱激蛋白基因還在其它許多逆境如冷、干旱、重金屬、病原菌等脅迫下高表達，是植物對逆境脅迫的一種防御機制，它可作為調控基因表達的轉錄因子，從而調控基因的表達，提高植物對逆境的耐受能力，如寒冷、干旱、鹽漬等。唐國強等人發現用水楊酸處理香蕉幼苗的抗寒性明顯提高，并用mRNA差異顯示法分離出其中兩個差異片段G和A，其中G片段的序列與大豆的兩個與冷脅迫相關的高表達基因片段的部分序列有92％同源性，A片段未發現其同源性基因片段(康國章，朱國輝，等。(2004)。“用mRNA差異顯示法分離冷脅迫香蕉幼苗葉片內水楊酸誘導表達的基因。”植物生理與分子生物學學報30(002)：225-228。)，表明這兩個基因片段可能屬于新的基因，但該文對這兩個基因片段所在的基因全序列以及功能均未提及。

發明內容

本發明的目的在于提供一種與植物抗鹽性相關的基因。

本發明的另一目的在于提供該基因在植物育種中的應用。

本發明實現上述目的的技術方案是：

一種與植物抗鹽性相關的F1基因，其特征在于該基因的編碼區序列為SEQ?NO.1。

本發明基因是從經過0.5mmol/L水楊酸和7℃冷脅迫處理的香蕉幼苗葉片中分離出來的，命名為F1，編碼區序列長1251bp，編碼由416個氨基酸組成的蛋白，該蛋白的氨基酸序列為SEQ?NO.2。通過在genbank中的比對結果發現，本發明F1基因與所編碼的氨基酸序列與玉米的熱激蛋白AAC08009有88％的同源性，與水稻的熱激蛋白AAX95135也有88％的同源性，與其他基因的同源性都較低，因此可以推斷本發明F1基因所編碼的蛋白質可能屬于熱激蛋白。

本發明人發現，將本發明F1基因轉入普通植株后，植株的抗鹽性明顯提高，這可能與該基因的表達產物能調節植物體內活性氧代謝系統的平衡有關。在鹽脅迫下，植物體內活性氧代謝系統的平衡受到影響，活性氧的含量大大增加，抗氧化系統的活性大大降低。本發明F1基因在植物中表達后，其表達產物可能是作為調控基因表達的轉錄因子，調控活性氧代謝系統相關基因的表達，提高細胞的抗氧化系統的活性，從而增強了植物對鹽的耐受性。另一方面，已有實驗證明鈣離子對鹽脅迫信號調節也起著非常重要的作用，而F1基因的表達可能也有助于維持細胞體內鈣離子的內穩態。

本發明F1基因可用于抗鹽脅迫轉基因植物的育種，具體方法可以是采用基因直接導入法將F1基因重組整合到植物基因組中，也可以通過構建F1基因的植物表達載體并轉染到植物細胞中。

所述的采用基因直接導入法將所述F1基因重組整合到植物基因組中的方法由以下步驟組成：

(1)用引物SEQ?NO.21和SEQ?NO.22擴增所述F1基因獲得序列為SEQ?NO.1的DNA片段；