[發明專利]蒺藜苜蓿基因MtREVOLUTA在提高豆科近緣飼草紫花苜蓿耐鹽性中的應用

有效

• 申請號: 202110075452.6
• 申請日: 2021-01-20
• 公開（公告）號: CN112626086B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 周傳恩;趙陽;朱琳;史建軍
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/84;A01H5/00;A01H6/54
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李健康

本發明公開了蒺藜苜蓿基因MtREVOLUTA以及含蒺藜苜蓿基因MtREVOLUTA的雙子葉植物表達載體pEARLEYGATE100在提高豆科近緣飼草紫花苜蓿耐鹽性中的應用。本發明還公開了所述蒺藜苜蓿基因MtREVOLUTA在培育耐鹽紫花苜蓿中的應用。實驗證實本發明所述的基因MtREVOLUTA是一個應答非生物脅迫調控基因，其能夠在其近緣物種豆科飼用牧草紫花苜蓿中大量表達且轉基因紫花苜蓿的耐鹽能力明顯增強。該轉基因植株在高鹽處理后存活率高于野生型紫花苜蓿SY4D。預示本發明所述蒺藜苜蓿基因MtREVOLUTA在提高豆科近緣飼草紫花苜蓿耐鹽性中的應用具有重要意義和經濟價值。

技術領域

本發明涉及蒺藜苜蓿基因MtREVOLUTA的應用，尤其涉及一種蒺藜苜蓿基因MtREVOLUTA在提高豆科近緣飼草紫花苜蓿耐鹽性中的應用，屬于生物基因工程技術領域。

背景技術

豆科屬于雙子葉植物，約650個屬，18000個種，分布范圍及其廣泛。紫花苜蓿屬于豆科植物，是世界上一種重要的多年生優質牧草，其蛋白含量高、適口性好，無論是作為牧草、青貯還是干草，都是最為經濟的飼料來源，因此，紫花苜蓿被稱為“牧草之王”。

對紫花苜蓿的耐鹽機制進行研究，可為苜蓿優質新品系的遺傳改良和育種提供理論基礎和技術支撐。但是紫花苜蓿屬于異花授粉植物，是高度雜合的同源四倍體(2n＝4x＝32)，這使得對其開展耐鹽機制研究十分困難。近期有研究報道：不同濃度的鹽處理條件下，紫花苜蓿可以適應中低濃度的鹽脅迫，其中有些品種的耐鹽性較強，具有在鹽地推廣的潛力。盡管苜蓿對鹽脅迫具有一定的耐受性，但是土地鹽化日益加劇，嚴重影響了紫花苜蓿的產量和品質。

經過多國科學家十幾年的研究，蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)已成為豆科植物生物學和基因組學研究的模式植物。蒺藜苜蓿為二倍體(2n＝16)植物，自花授粉、基因組小、生活周期短、遺傳轉化效率高，便于進行研究。因此，通過研究蒺藜苜蓿有助于揭示紫花苜蓿的耐鹽機理，加快苜蓿耐受鹽脅迫調控機制的研究進程。

植物通常含有許多miRNA，其中miR166來源于具有獨立基因loci的多基因家族。miR166高度保守地靶向HD-ZipⅢ家族基因，這些HD-ZipⅢ家族基因中包括基因REVOLUTA(REV)。申請人前期研究已證實：蒺藜苜蓿HD-ZIP III基因家族成員MtREVOLUTA基因參與了調控豆科植物的小葉片數目和葉莖比。敲除該基因，可以得到小葉片數目和葉莖比高于野生型植株的轉基因豆科植物，實驗顯示敲除突變體株系植株的小葉片數目由三個變為四個或五個的比例顯著提高，達到81.5％，同時葉莖比提高了約11％。并且以此成果申報了專利“REVOLUTA基因在調控豆科植物小葉片數目和葉莖比中的應用(專利號CN201710672282.3)”。申請人研究還證實：在過量表達MtREVOLUTA的轉基因蒺藜苜蓿植株中，MtREVOLUTA的表達水平并無顯著的變化，只能通過構建突變了MtmiR166靶向位點的MtREVOLUTA的轉基因蒺藜苜蓿植株，來得到表達量顯著提高的mMtREVOLUTA的轉基因蒺藜苜蓿植株，該植株雖然單個復葉的葉片增多，但整株弱小。因此，在蒺藜苜蓿中轉基因表達MtREVOLUTA的表達量會受到MtmiR166的嚴格調控，無法通過常規的轉基因過表達改變沒有突變的MtREVOLUTA的表達量。經檢索，不同于以往發現的MtREVOLUTA只負責調控葉的發育而證實MtREVOLUTA是一個蒺藜苜蓿應答鹽脅迫調控基因，且蒺藜苜蓿基因MtREVOLUTA能夠在其近緣物種豆科飼用牧草紫花苜蓿中呈現不同的表達水平而大量表達的文獻或專利還未見報道。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明要解決的問題是提供一種蒺藜苜蓿基因MtREVOLUTA在提高豆科近緣飼草紫花苜蓿耐鹽性中的應用。

本發明所述蒺藜苜蓿基因MtREVOLUTA在提高豆科近緣飼草紫花苜蓿耐鹽性中的應用。