[發(fā)明專利]沙地柏調(diào)節(jié)植物鈣營養(yǎng)和干旱信號(hào)感應(yīng)基因CML11及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611115697.2
• 申請日: 2016-12-07
• 公開（公告）號(hào): CN106701779B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊紅艷;祁智;張林;楊佳;王召明;劉亞玲;苑峰;金悅
• 申請（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古蒙草生態(tài)環(huán)境（集團(tuán)）股份有限公司
• 主分類號(hào): C12N15/29
• 分類號(hào): C12N15/29;C07K14/415;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/54
• 代理公司: 深圳市威世博知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44280
• 代理人: 劉彩霞

本發(fā)明涉及一種來自內(nèi)蒙古西北部、強(qiáng)旱生植物沙地柏(Sabina vulgaris.)的可以調(diào)節(jié)植物鈣營養(yǎng)和干旱信號(hào)感應(yīng)基因CML11。該基因編碼蛋白具有鈣離子結(jié)合位點(diǎn)。通過材料的準(zhǔn)備，基因克隆以及后續(xù)植物表達(dá)載體的構(gòu)建，進(jìn)一步將該基因通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)的花絮侵染法，導(dǎo)入模式植物擬南芥野生型中，通過篩選抗性苗最終得到多株單基因插入、純和T₃代轉(zhuǎn)基因植株。將轉(zhuǎn)基因植物與野生型對照植物在無菌培養(yǎng)條件下、進(jìn)行不同元素表型分析，轉(zhuǎn)基因植物相比較野生型植物在低鈣條件下和干旱激素ABA條件下都有根短、葉鮮重小的敏感表型，說明該基因編碼蛋白具有調(diào)節(jié)植物鈣營養(yǎng)和干旱信號(hào)的功能。這給利用基因工程技術(shù)培育抗旱植物提供了新的方向，對干旱脅迫下的分子育種工作具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于植物生物技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種我國北方荒漠化地區(qū)防風(fēng)固沙樹種沙地柏（Sabina vulgaris.）有關(guān)氮營養(yǎng)及堿脅迫感應(yīng)基因CML11。本發(fā)明選用內(nèi)蒙古蒙草抗旱股份有限公司苗木基地的樹種沙地柏為實(shí)驗(yàn)材料，運(yùn)用Illumina Solexa轉(zhuǎn)錄組高通量測序的方法，獲得該樹種的氮營養(yǎng)及堿脅迫感應(yīng)基因，對候選氮營養(yǎng)及堿脅迫感應(yīng)的基因CML11進(jìn)行生物信息學(xué)分析，同時(shí)對其進(jìn)行不同元素的表型分析，更直觀的了解基因的生理學(xué)功能。

背景技術(shù)

沙地柏（Sabina vulgaris.），又名叉子圓柏、新疆圓柏，主要分布于內(nèi)蒙古、陜西、新疆、寧夏、甘肅、青海等地。主要培育基地有江蘇、浙江、安徽、湖南等地。沙地柏能忍受風(fēng)蝕沙埋，長期適應(yīng)干旱的沙漠環(huán)境，是干旱、半干旱地區(qū)防風(fēng)固沙和水土保持的優(yōu)良樹種。喜光，喜涼爽干燥的氣候，耐寒、耐旱、耐瘠薄，對土壤要求不嚴(yán)，不耐澇，在肥沃通透土壤成長較快。適應(yīng)性強(qiáng)，扦插宜活，栽培管理簡單，這種生命力堅(jiān)強(qiáng)的常綠植物在北方綠化和造林中具有舉足重輕的作用，所以研究沙地柏，對于野生植物抗旱相關(guān)基因的開發(fā)和利用具有重要意義。目前對于沙地柏的研究主要集中在生理和生態(tài)特性方面，在關(guān)于其抗旱基因的克隆及利用方面均無報(bào)道。

我國植物分子育種能力同發(fā)達(dá)國家差距巨大，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的抗逆基因是世界植物分子育種領(lǐng)域競爭的焦點(diǎn)。對于植物抗逆基因的開發(fā)及利用，目前的研究主要集中于模式植物擬南芥或水稻、小麥等作物中，缺乏對野生植物體內(nèi)豐富的抗逆基因的挖掘。本發(fā)明正是利用Illumina公司的高通量測序技術(shù)，對我國北方荒漠化地區(qū)防風(fēng)固沙首選樹種沙地柏進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序，獲得了一種經(jīng)自然環(huán)境長期篩選出的抗旱相關(guān)基因CML11。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是的利用分子克隆技術(shù)，對有關(guān)鈣營養(yǎng)及干旱信號(hào)感應(yīng)基因CML11進(jìn)行克隆，最終得到用于基因表達(dá)的表達(dá)載體，從而使該基因?qū)氲綌M南芥野生植物中并在野生植物體內(nèi)表達(dá)，再通過表型分析進(jìn)一步驗(yàn)證該基因的功能。

本發(fā)明的實(shí)施方案是選用內(nèi)蒙古蒙草抗旱有限公司苗木基地的沙地柏為實(shí)驗(yàn)材料，采用IlluminaSolexa轉(zhuǎn)錄組高通量測序的方法，對其轉(zhuǎn)錄組序列鑒定分析，確定Ca2+結(jié)合蛋白種類和數(shù)量，從而獲得沙地柏有關(guān)鈣營養(yǎng)及干旱信號(hào)感應(yīng)基因CML11的核苷酸序列，通過分子克隆技術(shù)獲得該基因，并將其導(dǎo)入到擬南芥中，最終獲得轉(zhuǎn)基因植株，通過對轉(zhuǎn)基因植株進(jìn)行表型分析了解基因的生物學(xué)功能。

本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供新的沙地柏抗旱相關(guān)基因，定名為CML11，其序列為SEQ No.1的序列。

本發(fā)明涉及一種在沙地柏根內(nèi)表達(dá)量較高的基因，名稱為CML11，其核苷酸序列如序列表中SEQ NO.1或SEQ NO.2所示，其編碼的194個(gè)氨基酸序列，如序列表中SEQ NO.3所示。

具體地說，本發(fā)明提供了含有下述序列之一的分離的多核苷酸：

(1)序列表中的SEQ NO.1或SEQ NO.2

(2)與序列表中的SEQ NO.1或SEQ NO.2限定的DNA序列具有90％以上同源性，且編碼相同功能蛋白質(zhì)的DNA序列；