[發(fā)明專利]大豆木葡聚糖轉(zhuǎn)移酶水解酶基因GmXTH1

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710125297.8
• 申請日: 2017-03-04
• 公開（公告）號: CN106893731B
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋陽;王丕武;張學(xué)明;王鑫雨;曲靜;敖振超;金羽琨;杜葉垚;楊少林
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C12N15/54
• 分類號: C12N15/54;C12N15/56;C12N9/10;C12N9/42;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/54
• 代理公司: 長春市東師專利事務(wù)所 22202
• 代理人: 張鐵生

本發(fā)明公開了大豆木葡聚糖轉(zhuǎn)移酶水解酶基因GmXTH1，它是來自于大豆根系突變體材料M18，所述的的大豆根系突變體材料M18是大豆（Glycine max）品種吉農(nóng)18的突變體，經(jīng)實驗證明，GmXTH1是一種抗旱基因，過量表達GmXTH1基因的轉(zhuǎn)基因株系具有更強大的根系，干旱脅迫處理下，SOD活性、POD活性、CAT活性有顯著升高，有較高的光能吸收和轉(zhuǎn)化作用，抗旱性強。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬分子生物學(xué)領(lǐng)域，具體涉及大豆木葡聚糖轉(zhuǎn)移酶水解酶基因GmXTH1及應(yīng)用。

背景技術(shù)

木葡聚糖內(nèi)轉(zhuǎn)糖苷酶/水解酶(xyloglucan endotransglucosylase/hydrolase,XTH) 是植物細胞壁重構(gòu)過程中的關(guān)鍵酶，是一種細胞壁松弛酶(van Sandt et al.,2007)，它能夠內(nèi)切木葡聚糖聚合體，將產(chǎn)生的還原性末端連接到另外一個木葡聚糖鏈或水分子上，在細胞壁重構(gòu)、影響植物生長發(fā)育方面有重要作用。

XTH 通過切割和重新“移植”木葡聚糖的作用，在不降低細胞壁機械性質(zhì)的前提下提供細胞壁的延展性，從而支持由膨壓驅(qū)動的細胞體積增長。已有的研究顯示 XTH 基因的轉(zhuǎn)錄活性與植物根和莖的伸長具有顯著的相關(guān)性，暗示XTH 活性對植物生長具有重要意義，同時有研究表明XTH 基因可響應(yīng)赤霉素、生長素、油菜內(nèi)脂等植物激素，以及其它環(huán)境信號，可能在植物生長調(diào)控的生理過程中扮演著重要的角色。對擬南芥的大量基因表達分析表明，XTH 基因具有器官和組織特異性，例如：AtXTH1 在長角果中表達，AtXTH9 則在莖尖分生組織中，花芽和花枝中表達，其生理作用與莖和花枝的伸長有關(guān)(Hyodo et al.,2003)，而 AtXTH17、AtXTH18、AtXTH19 和 AtXTH20 在根中表達(Yokoya-maandNishitani, 2001)。雖然這4個根特異表達的基因在系統(tǒng)發(fā)生上緊密相關(guān)，但是它們在根中具有不同的組織特異性：AtXTH17，AtXTH18 在根的伸長區(qū)和分化區(qū)的所有細胞類型中表達，AtXTH19 在根的分生區(qū)、伸長區(qū)和分化區(qū)表達，AtXTH20 僅在根成熟區(qū)維管束中表達(Vissenberg et al., 2005)。

XTHs 為多基因家族編碼的一類蛋白質(zhì)，屬于糖苷水解酶家族 GH16(vanSandtetal,et. 2006;2007)。模式植物基因組數(shù)據(jù)顯示，XTHs 在擬南芥、水稻和毛果楊基因組中分別有 33、29 和 41 個成員。XTH 家族的蛋白含有一個特征基序 DEIDFEFLG，包含介導(dǎo)催化活性的氨基酸殘基。近期關(guān)于 XTH 基因家族的研究主要集中在對家族成員生理作用和表達譜的研究與探討方面，一系列研究的結(jié)果表明：(1) XTH 家族成員可能在植物生長、發(fā)育及對環(huán)境脅迫的響應(yīng)等諸多方面發(fā)揮重要的生理作用。XTH 基因家族在功能上具有多樣性。(2)XTH家族成員在表達特性上明顯不同，這種差異與家族成員在植物生長發(fā)育過程中所起的作用密切相關(guān)。(3)XTH 基因響應(yīng)多種信號，不同家族成員對信號的響應(yīng)明顯不同。基因的生理作用和基因表達部位及對各種信號的響應(yīng)密切相關(guān)。