[發明專利]小麥耐鹽基因TaAOC1及其應用

有效

• 申請號: 201310369645.8
• 申請日: 2013-08-22
• 公開（公告）號: CN103421829A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 夏光敏;趙陽;董蔚
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C12N15/61
• 分類號: C12N15/61;C12N15/63;C12N15/82;A01H5/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李健康

技術領域

本發明涉及一種小麥耐鹽基因及其應用，尤其涉及耐鹽基因丙二烯氧化物還化酶基因TaAOC1及其應用，屬于生物基因工程技術領域。

背景技術

土壤鹽漬化嚴重影響農作物產量。特別是隨著工業的發展，土壤鹽漬化愈來愈嚴重，已成為一個全球關注的社會問題。我國人口眾多，而土壤鹽漬化更為嚴重，已經成為制約我國經濟和社會發展的重要因素。因此，除了緩解土壤鹽漬化以外，培育耐鹽農作物新品種已成為當前一個十分迫切的任務。

利用轉基因改良植物技術將新的性狀轉入高生物量植物中，以此開發高效的轉基因植物新品種，用于在鹽堿地種植是一項具有廣闊應用前景的技術。

目前，利用基因工程技術開展植物耐鹽方面研究已取得了較大的的進展，克隆了大量相關基因，并將這些基因轉入植物中，用于耐鹽機制研究。一些實驗表明，將植物本身以及其他生物中與耐鹽相關的基因轉入植物中，其異源轉錄和翻譯產物可以使轉基因植物的抗鹽能力提高。

在前期研究中，本實驗室利用不對稱體細胞雜交方法創制漸滲系技術，將小麥近緣優質牧草、單子葉植物耐鹽性最強的長穗偃麥草染色質漸滲到普通小麥濟南177（JN177），創建一批高產、抗逆、抗病和優質的漸滲系新種質和新品系，從中選育出雜種漸滲系高產、耐鹽新品種山融3號（SR3）（魯審[2004]030），獲得研究小麥漸滲系機制和功能基因的“突變體”新材料。轉錄組分析顯示，鹽脅迫下，一系列茉莉酸合成途徑相關基因在SR3和JN177中被誘導，而且SR3中的誘導幅度大于JN177，這暗示JA途徑可能與SR3抗逆性存在一定的關聯；其中，該途徑關鍵酶丙二烯氧化物環化酶（AOC）基因TaAOC1在鹽脅迫下誘導非常顯著，而且SR中的上調幅度明顯高于JN177；TaAOC1的過表達提高了擬南芥的JA含量和耐鹽能力，首次發現可以通過遺傳操作提高擬南芥的JA合成。因而TaAOC1對深入認識JA合成途徑與植物耐逆應答反應之間的關系具有重要意義。然而，經檢索關于丙二烯氧化物環化酶（AOC）基因TaAOC1的cDNA核苷酸序列以及該基因在培育抗鹽植物中的應用在本發明申請前還未見報道。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明要解決的問題是提供一種小麥耐鹽基因——丙二烯氧化物還化酶基因TaAOC1及其應用。

本發明所述的小麥耐鹽基因TaAOC1，其特征在于：該基因cDNA的核苷酸序列如SEQ?ID?No.1所示。

本發明還提供了含上述小麥耐鹽基因——丙二烯氧化物還原酶基因TaAOC1的植物表達載體pSTART或pGA3626，其中所述載體pSTART的核苷酸序列如SEQ?ID?No.2所示。

本發明還公開了上述小麥耐鹽基因TaAOC1以及所述植物表達載體pSTART或pGA3626在培育耐鹽植物中的應用。

其中：所述植物優選是普通小麥或擬南芥。

將本發明所述小麥耐鹽基因導入植物細胞，植物即可獲得耐鹽能力，若在鹽漬化土壤中種植，可實現植物耐鹽及重復利用次質土壤目的。為了便于對轉基因植物或細胞系進行篩選，可以對含有所述基因TaAOC1的植物表達載體（pSTART或pGA3626）進行加工，如可以加入選擇標記（Bialaphos等）或者具有抗性的抗生素標記物（卡那霉素）等，事實上任何一種可以將外源基因導入植物中的表達載體都可以應用本發明。基于此，本發明提供的基因可廣泛用于培育耐鹽農作物品種。

本發明的有益效果是：利用植物基因工程技術，本發明首次克隆得到了小麥丙二烯氧化物還原酶基因TaAOC1，并通過根瘤農桿菌介導的方法將該基因轉入小麥和擬南芥，經過實驗比較分析證明，轉基因植株的耐鹽能力明顯提高，為該基因廣泛用于培育耐鹽農作物新品種提供了基礎。

附圖說明

圖1TaAOC1基因全長cDNA序列的擴增結果，顯示山融3號中TaAOC1基因開放閱讀框的擴增獲得720bp的片段。

其中：M為λDNA/(EcoRⅠ+HindⅢ)Marker（下同）。

圖2TaAOC1轉基因小麥植株T0代PCR鑒定

其中：其中1，10,11為陽性植株。

圖3TaAOC1轉基因小麥植株T1代PCR鑒定

其中：其中1至4,6至12,15,16為陽性植株。

圖4山融3號脅迫根系中TaAOC1的QRT-PCR分析。

圖5山融3號激素處理根系中TaAOC1的QRT-PCR分析。

圖6山融3號中TaAOC1的各組織部分QRT-PCR分析。