[發明專利]一種調節植物對干旱感應信號鈣離子和激素脫落酸反應的基因

有效

• 申請號: 201611223170.1
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN106754961B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 王召明;張林;祁智;楊紅艷;楊佳;苑峰;劉亞玲;金悅
• 申請（專利權）人: 內蒙古蒙草生命共同體大數據有限公司;內蒙古蒙草生態環境（集團）股份有限公司
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/20;A01H6/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王學強

本發明公開了一種調節植物對干旱感應信號鈣離子和激素脫落酸反應的基因，具體而言，涉及抗旱相關基因Sv4317的克隆及功能表達方式，通過材料的準備與處理、RNA的提取和cDNA的反轉錄，使用PCR進行克隆出抗旱Sv4317基因，將該基因通過轉基因手段導入擬南芥野生植物中，通過篩選抗性苗最終的到T₃代純合苗，將轉基因植物與野生型對照植物進行不同元素表型分析，可以發現轉基因植物對于礦質元素鈣和干旱激素ABA有較敏感的表型。

技術領域

本發明屬于植物生物技術領域。沙地柏屬于強旱生和耐土壤養分貧瘠植物，廣泛應用于我國北方荒漠化地區防風固沙生態工程中。本發明首先利用基于Illumina Solexa技術平臺，對沙地柏根RNA進行了高通量轉錄組測序。因為鈣是植物感應和抵抗逆境最重要的信號分子，我們對沙地柏轉錄組中有編碼鈣結合蛋白的基因進行了梳理。進一步對其中序列代號是Sv4317的基因進行深入分析和研究。生物信息學發現Sv4317可能編碼一個Ca轉運蛋白。為了明確這個基因的功能，我們通過基因工程的方法，將這個基因在模式植物擬南芥中進行了表達。對轉基因擬南芥進行表型分析發現，含有Sv4317基因的擬南芥植物，相對于不含有這個基因的正常植物，表現出對低鈣和低濃度干旱感應激素脫落酸(ABA)超敏感的現象。這說明Sv4317具有調節植物對干旱感應信號鈣離子和干旱感應激素脫落酸反應的功能，具有應用到調節作物對這兩種干旱相關信號感應的、遺傳育種工作中的潛力。

背景技術

沙地柏(Sabina vuLgaris.)，又名叉子圓柏、新疆圓柏，主要分布于內蒙古、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。沙地柏能忍受風蝕沙埋，長期適應干旱的沙漠環境，是干旱、半干旱地區防風固沙和水土保持的優良樹種。喜光，喜涼爽干燥的氣候，耐寒、耐旱、耐瘠薄，對土壤要求不嚴，不耐澇，在肥沃通透土壤成長較快。適應性強，扦插宜活，栽培管理簡單，這種生命力堅強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基因的開發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特性方面，在關于其抗旱基因的克隆及利用方面均無報道。

我國植物分子育種能力同發達國家差距巨大，擁有自主知識產權的抗逆基因是世界植物分子育種領域競爭的焦點。對于植物抗逆基因的開發及利用，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豐富的抗逆基因的挖掘。本發明正是利用ILLumina公司的高通量測序技術，對我國北方荒漠化地區防風固沙首選樹種沙地柏進行轉錄組測序，獲得了一種經自然環境長期篩選出的抗旱相關基因Sv4317。

發明內容

本發明的目的是的利用分子克隆技術，對抗旱基因Sv4317進行克隆，最終得到用于基因表達的表達載體，從而使該基因導入到擬南芥野生植物中并在野生植物體內表達，再通過表型分析進一步驗證該基因的功能。

本發明的實施方案是選用苗木基地的沙地柏為實驗材料，采用ILLumina SoLexa轉錄組高通量測序的方法，獲得沙地柏抗旱相關基因Sv4317的核苷酸序列，通過對序列的分析設計引物，再通過分子克隆技術獲得該基因，并將其導入到擬南芥中，最終獲得轉基因植株，通過對轉基因植株進行表型分析了解基因的生物學功能。

本發明的一個目的在于提供新的沙地柏抗旱相關基因，定名為Sv4317，其序列為SEQ No：1的序列。

本發明涉及一種在沙地柏根內表達量較高的基因，名稱為Sv4317，其核苷酸序列如序列表中SEQ NO：1或SEQ NO：2所示，其編碼的728個氨基酸序列，如序列表中SEQ NO：3所示。

具體地說，本發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的DNA序列；