OsARD1基因在增强水稻耐盐方面的应用制造技术

技术编号:15230120 阅读:129 留言:0更新日期:2017-04-27 16:14
本发明专利技术涉及一种OsARD1基因在增强水稻耐盐方面的应用,该OsARD1基因的核苷酸序列为SEQ ID No.1,OsARD1所编码的氨基酸序列为SEQ ID No.2。本发明专利技术的实验结果发现:高盐胁迫可以诱导OsARD1的表达。我们进一步构建了OsARD1的过表达载体获得了其过表达植株,发现过量表达OsARD1增强水稻耐盐胁迫的能力。本发明专利技术对于创立水稻高效耐盐的分子设计理论与技术体系,培育水稻耐盐新品种,从而有效利用大面积的盐碱地,对保障人民粮食安全及农业可持续发展具有重要意义。

Application of OsARD1 gene in enhancing salt tolerance of rice

The invention relates to an application of OsARD1 gene in rice enhanced salt tolerance of the nucleotide sequence of the OsARD1 gene of SEQ ID No.1, amino acid sequence of OsARD1 encoding SEQ ID No.2. The experimental results showed that high salt stress could induce the expression of OsARD1. We further constructed the over expression vector of OsARD1 to obtain the over expression plants, and found that the overexpression of OsARD1 enhanced the ability of salt tolerance in rice. The present invention for molecular design theory and technology system was founded in rice high efficiency salt, cultivation of new varieties of salt tolerant rice, so as to effectively use a large area of saline land, has important significance to protect the people's food security and agricultural sustainable development.

【技术实现步骤摘要】
本研究得到天津市自然科学基金重点项目(No.16JCZDJC33400)及天津市中青年骨干教师创新培养计划(ZX110GG017)的资助。
本专利技术属于水稻整体生长发育情况改进的
,涉及OsARD1基因在增强水稻耐盐方面的应用
技术介绍
我国盐碱地面积约为5亿亩,可开发利用的面积达2亿亩。水稻是我国第一大粮食作物,也是单产水平最高的粮食作物,其种植面积不足粮食作物的30%,产量却占粮食总产量的40%以上;我国有60%以上人口以稻米为主食。在水稻的生产过程中往往遭受到诸多生物的和非生物的危害。其中,盐碱是制约水稻生产与发展的重要非生物逆境因子,严重制约着水稻生产和发展,因此鉴定和克隆出水稻耐盐相关的关键基因,明确其功能,来更好地解析作物高效抗逆的分子机理,创立水稻高效耐盐的分子设计理论与技术体系,培育水稻耐盐新品种,从而有效利用大面积的盐碱地,对保障世界人民粮食安全及农业可持续发展具有重要意义。当植物受到盐害胁迫时,植物会对胁迫产生应答,可以通过泌盐、避盐等机理对盐胁迫产生耐性。研究表明植物激素在盐胁迫中有重要作用,如ABA及乙烯。植物激素ABA在盐胁迫中的功能研究较多,但乙烯在盐胁迫环境中的调控通路还不清楚。顺式还原酮加双氧酶(AcireductoneDioxygenase,ARD)是乙烯合成途径中的一个重要的酶,首先,顺式还原酮加双氧酶催化顺式还原酮生成KMTB(2-Keto-4-methylthiobutyrate),KMTB进而被催化形成甲硫氨酸(Met)。Met是乙烯合成途中的重要物质,植物中乙烯的合成是首先通过Met催化形成S-腺苷甲硫氨酸,S-腺苷甲硫氨酸由ACC合成酶催化形成乙烯前体1-aminocyclopropane-1-carboxylicacid(ACC),ACC被氧化后形成乙烯[1],所以ARD位于乙烯合成的上游。在细菌里,Dai等[2]发现在肺炎克雷伯菌(Klebsielapneumoniae)中有两种ARD酶,这两种酶的蛋白质构成完全相同,由同一个基因编码,但由于结合的金属离子不同,却行使了完全相反的功能。很多研究表明真核生物中参与甲硫氨酸循环的两个ARD蛋白同样行使着完全不同的功能,Fe-ARD催化顺式还原酮形成KMTB进而促进甲硫氨酸(Met)的合成,而Ni-ARD参与催化顺式还原酮生成甲基丙酸乙酯,顺式还原酮的消耗使甲硫氨酸的合成减少[3]。目前OsARD1具体的生物学功能仍然未知,我们实验结果表明高盐胁迫可以诱导OsARD1的表达。我们进一步构建了OsARD1的过表达载体获得了其过表达植株,发现过量表达OsARD1增强水稻耐盐胁迫的能力。
技术实现思路
本专利技术公开了一种水稻耐盐基因OsARD1核苷酸序列,其特征在于OsARD1基因的核苷酸序列为SEQIDNo.1,OsARD1所编码的氨基酸序列为SEQIDNo.2。本专利技术进一步公开了水稻耐盐基因OsARD1核苷酸序列在增强水稻耐盐胁迫的耐受能力方面的应用。本专利技术公开的水稻耐盐基因OsARD1核苷酸序列如下:ATGGAGAACGAATTCCAGGATGGTAAGACGGAGGTGATAGAAGCATGGTACATGGATGATAGCGAAGAGGACCAGAGGCTTCCTCATCACCGCGAACCCAAAGAATTCATTCATGTTGATAAGCTTACAGAACTAGGAGTAATCAGCTGGCGCCTAAATCCTGATAACTGGGAGAATTGCGAGAACCTGAAGAGAATCCGCGAAGCCAGAGGTTACTCTTATGTGGACATTTGTGATGTGTGCCCAGAGAAGCTGCCAAATTATGAAACTAAGATCAAGAGTTTCTTTGAAGAACACCTGCATACCGATGAAGAAATACGCTATTGTCTTGAAGGGAGTGGATACTTTGATGTGAGAGACCAAAATGATCAGTGGATTCGTATAGCACTGAAGAAAGGAGGCATGATTGTTCTGCCTGCAGGGATGTACCACCGCTTTACGTTGGACACCGACAACTATATCAAGGCAATGCGACTGTTTGTTGGCGATCCTGTTTGGACACCCTACAACCGTCCCCATGACCATCTTCCTGCAAGAAAGGAGTTTTTGGCTAAACTTCTCAAGTCAGAAGGTGAAAATCAAGCAGTTGAAGGCTTCTGAOsARD1所编码的氨基酸序列为:MENEFQDGKTEVIEAWYMDDSEEDQRLPHHREPKEFIHVDKLTELGVISWRLNPDNWENCENLKRIREARGYSYVDICDVCPEKLPNYETKIKSFFEEHLHTDEEIRYCLEGSGYFDVRDQNDQWIRIALKKGGMIVLPAGMYHRFTLDTDNYIKAMRLFVGDPVWTPYNRPHDHLPARKEFLAKLLKSEGENQAVEGF。附图说明图1为OsARD1的表达模式分析;其中A.OsARD1的组织特异性分析;M:茎顶端分生组织;Root:根;Leaf:叶片;LS:叶鞘;Stem:茎;Panicle1:0.5-1cm长幼穗;Panicle1:1-2cm长幼穗;Panicle3:3-4cm长幼穗;Panicle4:5-6cm长幼穗;Panicle5:10cm长幼穗;Panicle6:抽穗开花期的幼穗;C.OsARD1在高盐胁迫处理条件下的表达分析,空心框表示光期,实心框表示暗期;图2为OsARD1过表达载体的构建;其中A.过表达载体的结构;LB:T-DNA的左边界;NPTⅡ:新霉素磷酸转移酶抗性标记基因;2×35S:两个串联排列的花椰菜病毒(CaMV)35S启动子;OsARD1:OsARD1的全长ORF片段;RB:T-DNA的右边界。B.目的基因OsARD1全长ORF片段的PCR扩增。C.过表达重组载体酶切鉴定,1-3为3个不同的单克隆。M为Marker标记;图3为OsARD1过表达转基因植株的表型及表达分析;其中A.T0代过表达转基因植株中NPTⅡ基因的PCR检测;1-22为获得的40株中的22个转基因单株,P:pCAMBIA2300空载体质粒;WT:转入pCAMBIA2300空载体对照;CK:正常未转化的野生型中花11;所用引物为载体中NPTⅡ基因特异引物;B.部分T0代过表达转基因植株的表达分析;WT为空载体对照转基因植株;1-18为1-6号株系的18株过表达转基因植株;C.T1代转基因植株表达分析。WT为空载对照体转基因植株,#2~#6为4个独立的过表达转基因植株;D.过表达转基因植株表型;WT为空载对照体转基因植株;OsARD1-OV为过表达转基因植株;图4为盐处理情况下表型分析;其中图4A.盐处理对照组(不含NaCl琼脂培养基)处理15天后表型;图4B.50mMNaCl处理15天后表型;图4C.处理15天后,50mMNaCl处理组与对照组根和苗长度的比较;图4D.100mMNaCl处理15天后表型;图4E.150mMNaCl处理15天后表型;图4F.处理15天后,对照组和两组高浓度盐处理组地上部分长度比较;(对照组本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种水稻耐盐基因OsARD1核苷酸序列,其特征在于OsARD1基因的核苷酸序列为SEQ ID No.1, OsARD1所编码的氨基酸序列为SEQ ID No.2。

【技术特征摘要】
1.一种水稻耐盐基因OsARD1核苷酸序列,其特征在于OsARD1基因的核苷酸序列为SEQIDNo.1,OsARD1所编码的...

【专利技术属性】
技术研发人员:栾维江熊炜张泗举梁闪闪
申请(专利权)人:天津师范大学
类型:发明
国别省市:天津;12

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