[發明專利]青藏高原一年生野生大麥HvEXPB7基因及其用途

有效

• 申請號: 201510494025.6
• 申請日: 2015-08-12
• 公開（公告）號: CN105018502B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 賀小彥;曾建斌;鄔飛波
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/82;C07K14/415;A01H5/06;A01H6/46
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司33212
• 代理人: 金祺

技術領域

本發明屬于基因工程技術領域，具體地說，涉及青藏高原一年生野生大麥HvEXPB7基因的克隆和分析，還涉及利用BSMV-VIGS方法研究該基因在青藏高原一年生野生大麥XZ5根毛生長及耐旱性中的作用。

背景技術

干旱是影響農作物生長與產量的一個主要環境因素。干旱脅迫引起植株體內一系列生理生化和基因表達的變化。植物的耐旱性或對干旱的適應能力是一個復雜的性狀，涉及很多代謝途徑和表型特征(Hu和Xiong，2014)，因此解密植物的耐旱機制仍然是一個具有挑戰性的任務。

根毛是根表皮細胞的管狀突起，在養分和水分的吸收、根系土壤固著以及根與土壤微生物的互作等方面具有重要的作用(Libault等，2010)。研究發現，很多經過長期馴化的植物根系常常具有發達的根毛，這也被視為現代分子育種的一個重要特征。

Expansin是非酶性質的細胞壁松弛和重構蛋白，參與細胞壁的伸長與擴張，因此在種子萌發、根系生長，葉片伸長和果實成熟等多種生物學過程中發揮著重要功能(Cosgrove，2015)。根據expansin家族基因的序列特征，該家族基因被分成四個亞家族：EXPA、EXPB、EXLA和EXLB，其中EXPB對單子葉植物細胞壁的作用更明顯(Zhou等，2014；Han等，2015)。EXPB基因一般都含有內含子，但是不同個體間內含子的長度和數量存在明顯差異。EXPB蛋白包括DPDD_1和Pollen_allerg_1兩個功能域及其它一些保守結構如：DPDD_1功能域中6-8個保守的半胱氨酸殘基(Cys，C)、Pollen_allerg_1中4個保守的色氨酸(Trp，W)和HFD(His-Phe-Asp)保守結構，這些序列特征對其功能的發揮是不可或缺的。很多的實驗證據已經表明expansin與根毛的生長與發育有關。擬南芥(Arabidopsis thaliana L.)AtEXP7和AtEXP18在根毛細胞中特異表達，并且能夠調控根毛的發生和伸長(Lin等，2011)。水稻(Oryza sativa L.)OsEXPB2、OsEXPB5和大麥(Hordeum vulgare L.)HvEXPB1都被證明對根系建成和根毛生長發育起到調控作用(Kwasniewski和Szarejko 2006；Won等，2010；Zou等，2015)。

與傳統的轉基因方法驗證基因功能相比，病毒誘導基因沉默技術具有速度快、操作簡單、高通量、成本低等優勢，能夠高效鑒定當代植株基因功能缺失的生理和表型變化，從而明確基因功能。但是大多數的VIGS載體都只適合在雙子葉植物上應用。基于大麥條紋花葉病毒改造的BSMV載體(由RNAα、RNAβ和RNAγ組成，其中外源基因片段可插入RNAγ的NheI酶切位點間，形成RNAγ:目標基因重組載體，侵染植株時三條RNA鏈缺一不可)是專一針對單子葉植物的VIGS載體(Wang等，2010)，目前為止，已經在一些重要的單子葉糧食作物如大麥、小麥(Triticum aestivum L.)，水稻和玉米(Zea mays L.)上得到了成功應用，彌補了其它一些VIGS載體不能應用于單子葉糧食作物的不足，是近年來VIGS研究的一個熱點(Lee等，2012)，但是在野生大麥上的應用還未見報道。

與栽培大麥相比，青藏高原一年生野生大麥(Hordeum vulgare L.ssp.spontaneum)具有豐富的遺傳多樣性(Dai等，2012；2014)，并且由于其長期受到各種惡劣生長環境的馴化，形成了一套獨特的抗(耐)性基因調控網絡，因此從青藏高原一年生野生大麥中發掘優異的抗(耐)性相關基因，進而應用于栽培大麥或其他作物，對作物品種改良具有重要意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種從青藏高原一年生野生大麥XZ5中克隆的HvEXPB7基因，及其對干旱條件下XZ5根毛生長的作用。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種青藏高原一年生野生大麥HvEXPB7基因，為SEQ ID No：1所示的核苷酸序列。備注說明：HvEXPB7cDNA來源于青藏高原一年生野生大麥(Hordeum vulgare L.ssp.spontaneum)XZ5。

本發明還同時提供了上述HvEXPB7基因編碼的蛋白質，為SEQ ID NO：2所示的氨基酸序列。備注說明：HvEXPB7氨基酸序列來源于青藏高原一年生野生大麥(Hordeum vulgare L.ssp.spontaneum)XZ5。