[發明專利]紫花苜蓿MsSOS3基因及其編碼蛋白和應用

在審

• 申請號: 201510548652.3
• 申請日: 2015-08-31
• 公開（公告）號: CN105039354A
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發明（設計）人: 郭長虹;張軍;安逸民;杜秉昊;張雪
• 申請（專利權）人: 哈爾濱師范大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/82;C07K14/415;A01H5/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王霞

技術領域

本發明屬于植物基因工程技術領域，具體涉及一種紫花苜蓿鹽堿脅迫響應基因MsSOS3及其編碼蛋白和應用。

背景技術

土壤鹽堿化是影響農業生產重要因素之一，研究植物耐受機理和提高作物耐鹽堿性已經日漸成為廣泛關注的問題。鹽堿脅迫通常會對植物造成離子失衡，氧化脅迫，滲透脅迫等傷害，堿脅迫的高pH更是可以直接對細胞質膜造成傷害。長期以來，研究者利用形態學和生理學的研究方法已經初步認識了植物應對鹽堿脅迫的代謝機制，并以基因克隆和遺傳轉化等技術分析上述過程中部分關鍵基因的功能，基因芯片技術也用于研究鹽堿脅迫下植株的轉錄組變化特征，例如擬南芥，水稻等植物。盡管近年來已經鑒定了一系列逆境脅迫信號轉導途徑及相關基因，但是目前對植物耐鹽堿機制研究的資料仍然十分匱乏，完善的植物鹽堿耐受機制尚未建立，值得進行更加深入的研究。

植物在適應鹽堿脅迫的過程中，形成了一系列脅迫響應機制以提高植株對脅迫的耐受能力，如滲透調節，離子區域化，活性氧清除系統等。其中，脅迫信號感受和轉導是引起植物產生脅迫響應的關鍵驟。SOS信號轉導途徑，作為植物耐鹽性相關的重要信號轉導途徑之一，不僅參與植物脅迫響應，還可以和其他信號途徑交叉形成信號網絡共同發揮對不同生物學過程的調控作用。

由SOS家族基因構成的SOS代謝通路可以在鈣離子信號通路的調節下將胞內過量的鈉離子排出體外，維持胞內離子穩態。SOS3是SOS途徑中重要的鈣離子響應蛋白，起到下游離子轉運蛋白SOS1和調控蛋白SOS3之間的關聯作用。

紫花苜蓿作為種植廣泛的牧草，一直缺少適應于鹽堿地栽培的抗鹽、抗堿、高產、優質的品種。苜蓿產業的發展對我國畜牧業發展具有極其重要的意義。紫花苜蓿在復合鹽堿脅迫下的生態與生理特征指標表明，低濃度的鹽堿對苜蓿的生長的影響較弱，紫花苜蓿能夠較好地適應低濃度鹽堿脅迫的環境條件。肇東苜蓿是豆科車軸草屬多年生草本植物，屬于四倍體紫花苜蓿，中等耐鹽植物，對鹽堿環境有較強的耐受能力，是我國東北地區紫花苜蓿的當家品種。

因此，對肇東苜蓿中SOS家族成員的克隆和功能鑒定可以揭示肇東苜蓿的耐鹽堿機制，對苜蓿的遺傳育種，品種改良具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種紫花苜蓿鹽堿脅迫響應基因MsSOS3及其編碼蛋白和應用。

本發明是通過以下技術方案來實現：

本發明公開了一種紫花苜蓿鹽堿脅迫響應基因MsSOS3，該基因的核苷酸序列如SEQ.ID.NO.1所示。

本發明還公開了編碼上述的紫花苜蓿鹽堿脅迫響應基因MsSOS3的蛋白，該蛋白的氨基酸序列如SEQ.ID.NO.2所示。

本發明還公開了含有上述的紫花苜蓿鹽堿脅迫響應基因MsSOS3的表達載體。

本發明還公開了上述紫花苜蓿鹽堿脅迫響應基因MsSOS3在提高紫花苜蓿對環境鹽堿脅迫抗性的應用。

進一步地，構建含有上述基因MsSOS3的植物表達載體，再將所構建的植物表達載體轉化到植物煙草組織中，篩選獲得鹽堿抗性增強的植株。

與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果：

本發明克隆了紫花苜蓿MsSOS3基因，并構建植物表達載體，通過農桿菌介導法轉化煙草，獲得轉MsSOS3基因煙草，轉基因煙草在含鹽堿成分的MS培養基上培養，結果表明轉基因植株與對照相比具有較強的耐鹽堿能力，說明MsSOS3基因的過表達提高了轉基因植株對鹽堿的抗性，進一步說明該基因能夠參與植物的抗逆過程。本發明中的MsSOS3基因為研究苜蓿抗逆分子機理及育種提供理論依據。

附圖說明

圖1為MsSOS3在Pfam中功能比對結果；

圖2為MsSOS3與其他物種蛋白系統進化樹；

圖3為植物表達載體pCBM-SOS3構建示意圖

圖4為轉MsSOS3基因煙草幼苗(T₀)葉片PCR檢測圖；

其中，“+”為陽性對照，“-”為陰性對照，0為空白對照，1-12為PCR獲得的目的條帶，與陽性一致，為轉基因植株；

圖5為MsSOS3轉基因煙草與野生型煙草在鹽脅迫處理下的表型實驗；其中，CK為300mmolL^-1NaCl脅迫處理0天和5天后的野生型煙草葉片，L1為300mmolL^-1NaCl脅迫處理0天和5天后的轉基因煙草葉片。