[發明專利]EBS1基因在增強擬南芥抗碳酸氫鹽脅迫能力中的應用

有效

• 申請號: 202011211307.8
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112375763B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 吳瑩;崔富強;李瀟瀟;楊一帆
• 申請（專利權）人: 浙江農林大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/82;C07K14/415;A01H5/00;A01H6/20
• 代理公司: 杭州知閑專利代理事務所(特殊普通合伙) 33315
• 代理人: 萬靜

本發明公開了EBS1基因在增強擬南芥抗碳酸氫鹽脅迫能力中的應用，該EBS1基因的蛋白編碼區的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。本發明鑒定并篩選到一種抗碳酸氫鹽脅迫的基因EBS1，提供了EBS1作為正向調控因子在調控擬南芥碳酸氫鹽抗性和改善鹽堿地種植的新用途，為培育耐碳酸氫鹽植株提供依據。

技術領域

本發明涉及生物技術技術領域，主要涉及EBS1基因在增強擬南芥抗碳酸氫鹽脅迫能力中的應用。

背景技術

全球鹽堿地面積達9.5億公頃，約占陸地面積的三分之一，而我國鹽堿地面積近1億公頃，在堿性土壤中植物受到多重壓力，如滲透脅迫，營養匱乏，離子毒害，高pH脅迫等。土壤營養缺乏、高酸堿度、含鹽度高、富含碳酸氫根等特點，影響植物正常代謝，因此加深對植物耐鹽堿機制的研究有助于土壤資源高效利用，發展農業生產。

目前發現，在堿性環境下植物會調節一系列生理活動如增強鐵、氮和微量營養素的吸收或輸送能力(Romera FJ,et al.1992.Effects of bicarbonate,phosphate andhigh pH on the reducing capacity of Fe-deficient sunflower and cucumberplants.Journal of Plant Nutrition 15:1519–1530；)；增加活性氧清除劑的合成(GongB,et al.2013.Comparative effects of NaCl and NaHCO3 stress on photosyntheticparameters,nutrient metabolism,and the antioxidant system in tomatoleaves.Scientia Horticulturae 157:1–12；)；鹽的離子區域化，維持正常的光合作用等來應對鹽堿脅迫。

我國堿化土壤的形成大部分與土壤中碳酸鹽的累計有關，碳酸氫鈉是堿性土壤中的主要成分之一，通常用于模擬實驗室條件下的堿性脅迫。碳酸氫鹽對植物的脅迫的具體機理尚不清楚，以前認為來自兩個方面：鹽脅迫和堿脅迫。有研究對碳酸氫鈉、氯化鈉和高堿度對植物生長損害程度進行比較，發現低濃度碳酸氫鈉(小于10mM)處理就能使葉片失綠并最終出現致死癥狀，相當于10-20倍濃度的氯化鈉(200mM)帶來的影響(Guan Q,etal.2017.Tolerance analysis of chloroplast OsCu/Zn-SOD overexp ressing riceunder NaCl and NaHCO₃ stress.PLOS ONE 12:e0186052.；Ye X,etal.2019.Transcriptome profiling of Puccinellia tenuiflora during seedgermination unde r a long-term saline-alkali stress.BMC Genomics 20:589.)。說明碳酸氫鈉對植物的毒害不是由鈉離子引起的。另外，碳酸氫鈉對植物的毒害效果也高于高堿度脅迫。通過轉錄組學方法，發現植物在氯化鈉、氫氧化鈉和碳酸氫鈉的處理后，基因表達模式不同(Zhang B,et al.2018a.Transcriptome analysis of gossypium hirsutumL.reveal s different mechanisms among NaCl,NaOH and Na₂CO₃ stresstolerance.Scientific Reports 8:1–14.)，這表明植物對高鹽、高堿、碳酸氫鈉脅迫反應是不同的，存在碳酸氫鈉特有的信號途徑。大量的研究表明碳酸鹽和碳酸氫鹽是驅動植物適應堿性土壤的決定性選擇因素(Terés J,et al.2019.Soil carbonate drives localadaptation in Arabi dopsis thaliana.Plant,CellEnvironment 42:2384–2398.)。分離植物中的碳酸氫鈉特異性反應信號對理解碳酸氫鈉的脅迫機制具有重要意義。

發明內容