[發(fā)明專利]小麥耐鹽基因TaFLZ2及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010084862.2
• 申請(qǐng)日: 2020-02-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111187778B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦余香;崔守富
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濟(jì)南大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N15/29
• 分類號(hào): C12N15/29;C07K14/415;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/20;A01H6/46
• 代理公司: 北京智橋聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11560
• 代理人: 江莉莉

本發(fā)明公開(kāi)了一種小麥耐鹽基因，具體為小麥的耐鹽基因TaFLZ2；本發(fā)明還提供了含有所述基因TaFLZ2的植物表達(dá)載體，以及本發(fā)明還公開(kāi)了所述基因TaFLZ2在培育耐鹽擬南芥及小麥中的應(yīng)用。本發(fā)明首次克隆得到了小麥基因TaFLZ2，并通過(guò)根瘤農(nóng)桿菌介導(dǎo)的方法將該基因轉(zhuǎn)入擬南芥和小麥，經(jīng)過(guò)比較分析證明，超表達(dá)TaFLZ2后轉(zhuǎn)基因植株的耐鹽能力明顯提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物基因工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及小麥耐鹽基因TaFLZ2及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

土壤鹽漬化嚴(yán)重影響作物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量，全球鹽漬化土地面積約10億公頃，我國(guó)鹽漬化土地面積約1億公頃[李彬，等，2005]。同時(shí)由于高溫和干旱使得農(nóng)業(yè)用水越發(fā)依賴于灌溉系統(tǒng)，最終導(dǎo)致了Na⁺在土壤中的積累，給土地帶來(lái)了次生鹽漬化[Jin et al.,2016]，使鹽堿地面積有進(jìn)一步增加的趨勢(shì)，極大地阻礙了農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

小麥?zhǔn)俏覈?guó)第三大糧食作物，其產(chǎn)量對(duì)人類生活意義重大?？寺⌒←溎望}基因，解析其耐鹽的分子機(jī)制非常重要，它是解析小麥耐鹽分子機(jī)理、培育耐鹽小麥新品種、有效利用鹽堿地、增加糧食產(chǎn)量的理論基礎(chǔ)。同時(shí)對(duì)保障糧食安全和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，以及社會(huì)的安全穩(wěn)定都具有重要意義[Zhu et al.,2016]。

FLZ是新發(fā)現(xiàn)的一類植物特有的基因家族[Roy et al.,2016]，由于發(fā)現(xiàn)時(shí)間較短，人們對(duì)FLZ基因家族的各項(xiàng)研究包括在模式生物擬南芥內(nèi)都還未系統(tǒng)展開(kāi)，因此對(duì)FLZ基因了解的還非常有限[Muhammed et al.,2015a,b]。目前僅對(duì)3個(gè)FLZ基因的功能有所報(bào)道，其中兩個(gè)來(lái)自擬南芥。一個(gè)是擬南芥的MARD1(Mediator of ABA-regulatedDormancy1)，其參與了ABA介導(dǎo)的種子休眠，在衰老過(guò)程中被誘導(dǎo)表達(dá)[He et al.,2004]；另一個(gè)是擬南芥的IRM1(Increased Resistance to Myzus persicae 1)，其轉(zhuǎn)基因后可增強(qiáng)植物對(duì)蚜蟲(chóng)的抗性[Chen et al.,2013]。第三個(gè)FLZ基因是2013年Hou et al.等從小麥中克隆的TaSRHP，在擬南芥中過(guò)表達(dá)后提高了植株對(duì)鹽和旱的抗性^[24]，但FLZ基因參與以上各種生物學(xué)過(guò)程的分子機(jī)制并不清楚。申請(qǐng)者在本發(fā)明中提供了一個(gè)小麥的FLZ基因TaFLZ2，用CRISPR-cas系統(tǒng)定點(diǎn)編輯該基因后，降低了小麥的耐鹽性，超表達(dá)該基因后顯著提高植株(擬南芥和小麥)的耐鹽能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種小麥耐鹽基因TaFLZ2及其應(yīng)用。本發(fā)明中，首先根據(jù)小麥的表達(dá)譜芯片數(shù)據(jù)選出在小麥幼苗根中顯著受鹽誘導(dǎo)表達(dá)的基因(探針)，然后再根據(jù)探針序列設(shè)計(jì)基因特異性引物，從耐鹽小麥全長(zhǎng)cDNA文庫(kù)中克隆TaFLZ2基因全長(zhǎng)cDNA，在擬南芥和小麥中進(jìn)行功能驗(yàn)證。

本發(fā)明所提供的小麥耐鹽基因名稱為TaFLZ2，所述基因cDNA的核苷酸序列如SEQID No.1所示。

本發(fā)明還提供了上述小麥耐鹽基因TaFLZ2的氨基酸序列，其編碼蛋白如序列表中SEQ ID No.2所示。

本發(fā)明還提供了含上述小麥TaFLZ2基因的小麥超表達(dá)載體pLGY-02/TaFLZ2。

本發(fā)明所述基因TaFLZ2在培育耐鹽植物中的應(yīng)用。所述植物優(yōu)選是普通小麥。

任何一種可以將外源基因?qū)胫参镏斜磉_(dá)的載體都可以應(yīng)用，本發(fā)明優(yōu)選的載體是pLGY-02/TaFLZ2。

本發(fā)明所述的基因可廣泛用于培育耐鹽農(nóng)作物新品種。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明首次克隆得到了小麥基因TaFLZ2，并通過(guò)根瘤農(nóng)桿菌介導(dǎo)的方法將該基因轉(zhuǎn)入擬南芥和小麥，經(jīng)過(guò)比較分析證明，超表達(dá)TaFLZ2后轉(zhuǎn)基因植株的耐鹽能力明顯提高。

附圖說(shuō)明

圖1為TaFLZ2基因的FLZ保守結(jié)構(gòu)域；