[發明專利]利用LeDNAJ基因改良棉花耐鹽性的方法及應用

有效

• 申請號: 201911112096.X
• 申請日: 2019-11-14
• 公開（公告）號: CN110669121B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 陳愛民;聞甜;沈新蓮;郭琪;徐鵬;徐珍珍;孟珊
• 申請（專利權）人: 九圣禾種業股份有限公司
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/60
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 張立娜

本發明公開了利用LeDNAJ基因改良棉花耐鹽性的方法及應用。本發明提供了LeDNAJ蛋白或其相關生物材料在調控植物耐鹽性中的應用；所述相關生物材料為能夠表達所述LeDNAJ蛋白的核酸分子或含有所述核酸分子的表達盒、重組載體、重組菌或轉基因細胞系；所述LeDNAJ蛋白為SEQ ID No.1所示蛋白質。LeDnaJ轉基因陽性的棉花與受體棉花相比耐鹽性顯著增強。本發明對于培育耐鹽棉花新品種具有重要意義。

技術領域

本發明涉及生物技術領域，尤其涉及利用LeDNAJ基因改良棉花耐鹽性的方法及應用。

背景技術

棉花是鹽堿地的先鋒作物，我國約1億公頃耕地中，鹽堿地就占666萬公頃；另外還有大量的鹽堿荒地。鹽份對棉花生長具有雙重作用。較低濃度的鹽分(0.2％以下)有利于棉花出苗、生長、提高產量和品質。

我國地域遼闊，海岸線長，既有大量的濱海鹽堿地，又有內陸鹽堿地。面對人口增長，工業發展，耕地面積逐漸減少的趨勢，鹽堿地的改良和利用已經得到各方面的極大重視。棉花是耐鹽性較強的作物之一，是鹽堿地的先鋒作物。一般耕層含鹽量在0.3％以下均可植棉，但土壤鹽分濃度大于0.3％時，就會對棉花產生危害。篩選利用耐鹽棉花品種是鹽堿地改良最經濟有效的方法之一。但棉花種質資源的耐鹽性水平較低，不能滿足生產的需求。通過基因工程手段，采用重組DNA和轉基因技術向陸地棉導入抗性目的基因以改良棉花耐(抗)鹽堿性已日益迫切。

1980年，Georgopoulos等首次從大腸桿菌中分離出一種41KD的熱激蛋白，命名為DnaJ，以后在包括人類、動物、植物、酵母等許多真核生物都發現有它的同源序列，最近的研究表明該蛋白的同源序列存在于幾乎所有的生物體，它們都含有一個高度保守的70氨基酸的J-結構域。DnaJ-like蛋白(HSP40)是分子伴侶HSP70蛋白的輔助蛋白，而HSP70在細胞內新生蛋白的折疊、裝配和運輸過程中發揮著重要的作用，在逆境條件下能防止未折疊蛋白的變性并介導逆境消退后聚集蛋白的溶解復性。大量研究發現，DnaJ蛋白和熱激蛋白HSP70組成有序的分子復合體在細胞中起分子伴侶機器的作用。

在植物中，柴團耀等(2000)通過差別篩選HgC12脅迫的菜豆幼苗葉片cDNA庫，分離出一個重金屬脅迫應答基因DnaJ-1ike蛋白，重金屬(Hg，CA，As，Zn和Cu等)能強烈地誘導其基因在葉片的表達，推測DnaJ-1ike蛋白在保護細胞膜和酶蛋白的結構和功能及提高植物的抗逆性方面有重要作用。張大棟等(2006)從鹽生植物海蓬子的抑制消減雜交文庫中克隆了DnaJ-like基因的長609bp的DNA序列，編碼1個202aa的開放閱讀框，Northern Bloting顯示該基因在檢測子(200mmol/L NaCl)中的表達顯著增強。李廣存等(2007)以青枯病菌小種誘導的馬鈴薯抗青枯病品種葉片為材料，克隆了一個馬鈴薯分子伴侶基因的全長cDNA。該分子伴侶基因與擬南芥DnaJ-like 20的部分核苷酸序列具有84％的一致性，與其編碼的氨基酸序列具有59％的一致性。半定量RT-PCR結果表明，該基因同時受青枯病菌的誘導和茉莉酸的調節，可能在青枯病菌和茉莉酸脅迫下具有促使脅迫損害細胞恢復活性的功能。目前鮮有在植物中進行DnaJ基因的轉化研究，及培育獲得耐鹽脅迫的新型轉基因植物品種的相關報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用LeDNAJ基因改良棉花耐鹽性的方法及應用。

第一方面，本發明要求保護LeDNAJ蛋白或其相關生物材料在調控植物耐鹽性中的應用。

所述相關生物材料為能夠表達所述LeDNAJ蛋白的核酸分子或含有所述核酸分子的表達盒、重組載體、重組菌或轉基因細胞系；

所述LeDNAJ蛋白為如下任一所示蛋白質：

(A1)氨基酸序列為SEQ ID No.1的蛋白質；

(A2)將SEQ ID No.1所示的氨基酸序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白質；