[發明專利]一種基于RNA干擾技術培育高結瘤轉基因植物的方法

有效

• 申請號: 201910143245.2
• 申請日: 2019-02-26
• 公開（公告）號: CN109694880B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 王志娟;宋姍姍;許世敏;李霞
• 申請（專利權）人: 華中農業大學
• 主分類號: C12N15/82
• 分類號: C12N15/82;C12N15/113;C12N15/11;A01H5/00;A01H6/54
• 代理公司: 石家莊輕拓知識產權代理事務所(普通合伙) 13128
• 代理人: 張培元

本發明公開了一種基于RNA干擾技術培育高結瘤轉基因植物的方法，首先利用SEQ ID NO：1所示的基因片段構建RNAi載體，然后利用所得RNAi載體構建轉基因植物，得到與正常植物相比具有高結瘤/固氮能力的轉基因植物。利用本發明構建的RNAi載體轉化受體大豆植株獲得轉基因植物，能夠顯著提高非生物脅迫下大豆的結瘤固氮能力，對提高大豆產量具有重大的意義。

技術領域

本發明涉及基因工程技術領域，尤其涉及一種利用RNAi技術培育高結瘤/固氮植物的方法。

背景技術

大豆是重要的糧油經濟作物，也是高需氮的作物。大豆通過根瘤可將空氣中的氮氣轉化為可被植物吸收利用的氨態氮，從而為大豆生長發育提供必需的氮素營養。由根瘤介導的共生固氮過程不僅影響著大豆的正常生長和產量，還有利于節約能源、減少環境化學污染。目前，提高共生固氮效率已成為提高大豆產量及保證農業可持續發展的重要途徑之一。

根瘤的發生是基因順序表達的結果，也是內外環境共同作用的結果。環境逆境，包括干旱、鹽及冷等非生物脅迫幾乎影響豆科根系結瘤和固氮的每一個過程。鹽脅迫不僅影響根瘤菌在根上的聚集、根毛細胞發育及根毛細胞的彎曲變形，還影響根瘤原基形成、發育以及提前衰老(Zahran and Sprent 1986)；更重要的是鹽脅迫影響固氮根瘤豆血紅蛋白含量和細胞膜通透性變化，致使根瘤中氧量增加，導致根瘤菌固氮酶活力下降高達60-90％(Yousef and Sprent1983)。干旱不僅減少豆科植物的側根及根毛的數目，并且會形成畸形的根毛，影響根瘤菌對豆科植物的侵染以及豆科植物的結瘤(關桂蘭等1986)。

ABA是調節植物生長發育和逆境脅迫響應的重要激素，在豆科植物-根瘤菌共生中也發揮重要的作用。外加ABA能顯著抑制大豆根瘤數目，并能影響根毛的卷曲變形，說明ABA能負調節根瘤發生。經典的ABA轉導模型認為，ABA信號核心組分包括PYR1/PYL受體，PP2C磷酸酶和SnRK2激酶。在沒有ABA時，PP2C和SnRK2結合并且抑制SnRK2激酶活性，ABA信號處在關閉狀態；在ABA存在時，ABA和PYR1/PYL受體及PP2C形成受體復合物，從而釋放出SnRK2，SnRK2磷酸化并激活下游bZIP類的轉錄因子ABI5，ABI5能夠啟動ABA響應基因表達，從而對脅迫做出響應。在這個過程中，ABI5是ABA重要作用因子，已經研究證明ABI5在種子休眠、萌發和轉錄及干旱響應中發揮重要作用，但目前尚未見到有關ABI5在大豆根及根系結瘤和共生固氮中作用的報道。

本發明的相關技術參考文獻包括：

1.Bano A,Harper JE.Plant growth regulators and phloem exudatesmodulate root nodulation of Soybean.Funct Plant Biol,2002,29(11):1299-1307；

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3.BenkováE,Michniewicz M,Sauer M,Teichmann T,SeifertováD,Jürgens G,Friml J.Local,efflux-dependent auxin gradients as a common module for plantorgan formation.Cell,2003,115(5):591-602；