[發明專利]一種調控中山杉耐水淹特性的Thadh4基因及其應用

有效

• 申請號: 201710547619.8
• 申請日: 2017-07-06
• 公開（公告）號: CN107177608B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 宣磊;華建峰;范文才;王芝權;楊穎;於朝廣;殷云龍
• 申請（專利權）人: 江蘇省中國科學院植物研究所
• 主分類號: C12N15/53
• 分類號: C12N15/53;C12N9/04;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/00
• 代理公司: 32274 南京申云知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 邱興天

本發明公開了一種調控中山杉耐水淹特性的Thadh4基因及其應用。所述的Thadh4基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，其表達蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。本發明以中山杉406葉片為材料，通過RACE技術克隆了中山杉Thadh4。同時，采用通路克隆技術構建其過量表達載體pH35GS?Thadh4，該基因位于啟動子P35S之后，在啟動子P35S的驅動下，Thadh4在楊樹中高效表達，并伴隨著表型出現變異，生長速率加快，節間明顯變長，且水淹脅迫下，基因的表達量呈幾百倍上升，說明Thadh4基因是植物響應水淹脅迫的重要基因，在林木基因工程領域有重要的應用價值。

技術領域

本發明屬于植物基因工程技術領域，具體涉及一種調控中山杉耐水淹特性的Thadh4基因及其應用。

背景技術

中山杉是江蘇省中國科學院植物研究所從落羽杉×墨杉雜交組合中選育出來的優良無性系，具有速生，耐水淹，耐鹽堿，抗病蟲害等優點。由于其突出的耐水淹能力，近年來已在云南滇池、安徽巢湖和三峽庫區等地區的濕地生態系統構建中發揮著重要作用。重慶萬州三峽庫區消落帶的試驗表明：經過最長149d基部淹水，最長122d沒頂淹水，最大沒頂深度達12m，中山杉仍能獲得90%的造林保存率，樹木年平均胸徑和樹高生長量分別達1.3cm/a和0.60m/a，因而中山杉可以作為一種研究木本耐水淹特性的優良材料。前期關于植物耐水淹機制研究主要集中在草本模式植物擬南芥以及糧食作物水稻中，中山杉的耐水淹特性研究也主要集中在形態學和生理學方面，無法深入揭示其耐淹機理。因而挖掘出中山杉響應水淹脅迫的關鍵基因對于探究其耐水淹特性及揭示木本植物耐淹機制均具有重要意義。

植物在水淹脅迫下可誘導糖酵解發生進而適應缺氧環境，整個過程既可以為植物體提供能量又可以減少低氧對植物毒害。因而糖酵解途徑相關的基因被廣泛分離、鑒定，其中乙醇脫氫酶編碼基因adh備受關注。水稻中過量表達adh1雖沒有對植株水淹耐受力產生明顯影響，但是adh1一旦突變或缺失，植物的厭氧耐受力就大大降低。玉米和擬南芥adh無效突變體以及水稻rda（低活性的adh）突變體內發酵能力顯著降低，根細胞胞質pH值迅速下降，突變體明顯早于野生型死亡。將水稻的adh1基因轉入煙草中，煙草轉基因植株耐淹能力顯著增強，且ADH1酶的活性也隨淹水時間增加而升高。中山杉水淹脅迫的轉錄組測序結果也顯示，水淹程度越高，adh基因的RPKM值也會隨之升高。綜上可知：adh基因對于草本植物響應低氧脅迫發揮著重要的作用，而木本植物中研究較少，在中山杉中尚未有相關報道。

發明內容

發明目的：針對現在技術中存在的不足，本發明的目的是提供一種調控中山杉耐水淹特性的Thadh4基因。本發明的另一目的是提供上述調控中山杉耐水淹特性的Thadh4基因的應用。

技術方案：為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：

一種調控中山杉耐水淹特性的Thadh4基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

含有所述的調控中山杉耐水淹特性的Thadh4基因的載體。

所述的調控中山杉耐水淹特性的Thadh4基因的表達蛋白，其氨基酸序列如SEQ IDNO.2所示。

所述的調控中山杉耐水淹特性的Thadh4基因在植物育種中的應用。

所述的調控中山杉耐水淹特性的Thadh4基因在植物抗澇中的應用。

本發明以中山杉406葉片為材料，通過RACE技術克隆了中山杉Thadh4。同時，采用通路克隆技術構建其過量表達載體pH35GS- Thadh4，該基因位于啟動子P35S之后，在啟動子P35S的驅動下，Thadh4在楊樹中高效表達，并伴隨著表型出現變異，轉基因植株生長速率加快，節間明顯變長。