[發明專利]紫花苜蓿抗旱相關基因及其編碼的蛋白和應用

無效

• 申請號: 201110310769.X
• 申請日: 2011-10-14
• 公開（公告）號: CN103044534A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 王涌鑫;鄭彥;劉濤;張路培;苗麗宏;李聰
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/63;C12N5/10;C12N15/09;C12N15/84;A01H5/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王浩然;王鳳桐

技術領域

本發明涉及一種紫花苜蓿抗旱相關基因，還涉及由該基因編碼的蛋白，以及含有所述紫花苜蓿抗旱相關基因的表達載體和細胞，同時還涉及一種培育抗旱紫花苜蓿的方法，以及紫花苜蓿抗旱相關基因及其編碼的蛋白和含有該基因的表達載體及細胞在培育抗旱能力提高的植物中的應用。

背景技術

紫花苜蓿是我國乃至世界上最重要的豆科牧草，被譽為“牧草之王”。紫花苜蓿在中國西北地區種植較多，而西北地區干旱、少雨的氣候特點，對作物的正常生長發育非常不利，嚴重制約了農牧業的發展。

因此，深入研究紫花苜蓿的抗旱性，對于克服該地區干旱、風蝕等自然條件對苜蓿栽培的制約，擴大其種植范圍，提高生產力，具有舉足輕重的意義。

在過去的幾十年里對紫花苜蓿的抗旱性研究逐步從抗旱性的鑒定方面的研究轉移到提高紫花苜蓿自身抗旱性的研究上來，尤其在近幾年或是近十幾年中的研究，紫花苜蓿的抗旱性育種以及品種改良方面的研究工作尤為突出。

目前最為有效的和常用的方法還是傳統的輪回選擇法，即通過在原始群體中選株產生后代，對后代進行鑒定，再用優良的后代重組形成新的群體以提高群體的平均表現。然后可以利用系譜法對新的群體選擇自交系。

隨著分子生物學的發展，生物技術在育種中得到了廣泛地應用。但與其他作物(如玉米、高粱等)中的研究相比，在紫花苜蓿抗旱育種中的研究還相對較少。因此，紫花苜蓿抗旱相關的分子生物學機制還有待于進一步的研究。

發明內容

本發明基于對紫花苜蓿抗旱相關的分子生物學機制的研究，一方面提供了紫花苜蓿抗旱相關基因及該基因編碼的蛋白，另一方面還提供了含有所述紫花苜蓿抗旱相關基因的表達載體和細胞，以及培育抗旱紫花苜蓿的方法，還提供了它們的應用。

本發明提供了一種紫花苜蓿抗旱相關基因編碼的蛋白，其中，該蛋白具有SEQ?ID?No：2所示的氨基酸序列，或者該蛋白具有將SEQ?ID?No：2所示的氨基酸序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代、缺失或添加后仍具有抗旱活性的氨基酸序列。

本發明還提供了一種紫花苜蓿抗旱相關基因，其中，該基因具有SEQ?IDNo：1所示的核苷酸序列，或者該基因具有編碼SEQ?ID?No：2所示的氨基酸序列的核苷酸序列。

本發明還提供了一種表達載體，其中，該表達載體含有本發明提供的紫花苜蓿抗旱相關基因。

本發明還提供了一種轉基因細胞，其中，該轉基因細胞含有本發明提供的紫花苜蓿抗旱相關基因。

本發明還提供了一種培育抗旱紫花苜蓿的方法，其中，該方法包括將本發明提供的紫花苜蓿抗旱相關基因導入到紫花苜蓿細胞中，得到抗旱能力提高的紫花苜蓿細胞及轉基因植株。

本發明還提供了本發明提供的紫花苜蓿抗旱相關基因、及其編碼的蛋白、含有所述基因的表達載體、含有所述基因的轉基因細胞在培育抗旱能力提高的植物中的應用。

本發明提供的紫花苜蓿抗旱相關基因(bZIP)在紫花苜蓿中被干旱逆境誘導表達，進而本發明的發明人通過轉基因技術將紫花苜蓿抗旱相關基因(bZIP)導入到紫花苜蓿中，結果表明紫花苜蓿抗旱相關基因(bZIP)在紫花苜蓿中的表達可以顯著增強紫花苜蓿的抗旱性能。本發明從紫花苜蓿中克隆的抗旱基因為主要農作物(特別是紫花苜蓿)的抗旱研究提供了基因資源，在基因工程改良植物的抗旱性能研究中將發揮重要作用。

附圖說明

圖1顯示了bZIP基因(SEQ?ID?NO：1)的實時定量PCR的分析結果，結果顯示bZIP基因的表達水平能夠被干旱脅迫所誘導提高。

圖2顯示了實施例2中進行細胞定位所用的插入有bZIP基因的pCAMBIA1302載體的結構。

圖3為將不含有目的bZIP基因的空表達載體轉入到洋蔥表皮細胞中，觀察到的亞細胞定位圖。

圖4為將含有ZIP基因(SEQ?ID?NO：1)的表達載體轉入到洋蔥表皮細胞中，觀察到的亞細胞定位圖。

圖5顯示了實施例3中對紫花苜蓿植株進行農桿菌介導的bZIP基因轉化所用的插入有bZIP基因的pCAMBIA1302載體的結構。

具體實施方式

本發明提供了一種由紫花苜蓿抗旱相關基因編碼的蛋白，其中，該蛋白具有SEQ?ID?No：2所示的氨基酸序列，或者該蛋白具有將SEQ?ID?No：2所示的氨基酸序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代、缺失或添加后仍具有抗旱活性的氨基酸序列。優選情況下，該蛋白具有SEQ?ID?No：2所示的氨基酸序列。