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一种木薯MeTPS1-3基因表达激活剂在制备增强木薯抗旱性的肥料中的应用制造技术

技术编号:18730593 阅读:20 留言:0更新日期:2018-08-22 02:30
本发明专利技术公开了一种木薯MeTPS1‑3基因表达激活剂在制备增强木薯抗旱性的肥料中的应用。已知木薯在干旱情况下会应激性地增加MeTPS1‑3的表达,以提高对干旱胁迫的抵抗能力。本发明专利技术发现,给予文殊兰碱干预后,MeTPS1‑3的表达显著进一步提高,同时对干旱胁迫的抵抗能力显著增强。因此,文殊兰碱可以用于制备成提高木薯抗旱性的肥料。该肥料中还可以添加肥料添加剂或配肥辅料,肥料添加剂可以为人畜粪便,配肥辅料可以为粉煤灰、草木灰、膨润土、高岭土、凹凸棒石黏土或植物秸秆。

Application of cassava MeTPS1-3 gene expression activator in preparation of fertilizer for enhancing drought resistance of Cassava

The invention discloses the application of cassava MeTPS1_3 gene expression activator in preparing cassava drought resistance fertilizer. Cassava is known to increase the expression of MeTPS1_3 under drought stress to enhance its resistance to drought stress. It was found that the expression of MeTPS1_3 was further enhanced and the resistance to drought stress was significantly enhanced after the intervention of venlazine. Therefore, the alkaloid can be used as a fertilizer to improve the drought resistance of cassava. Fertilizer additives or fertilizer accessories can be added to the fertilizer, fertilizer additives can be human and animal manure, fertilizer accessories can be fly ash, vegetation ash, bentonite, kaolin, attapulgite clay or plant straw.

【技术实现步骤摘要】
一种木薯MeTPS1-3基因表达激活剂在制备增强木薯抗旱性的肥料中的应用
本专利技术属于农业领域,具体涉及一种木薯MeTPS1-3基因表达激活剂在制备增强木薯抗旱性的肥料中的应用。
技术介绍
木薯(ManihotesculentaCrantz)被公认为综合利用价值极高的经济作物和重要的工业原料。木薯在遭受长期的干旱,尤其是在苗期受到干旱,会导致木薯产量大幅下降。研究木薯抗旱分子机理不仅仅可以提高木薯品种的抗旱性,还可以给其他作物的抗旱研究提供参考。近年来在植物抗逆的研究中,海藻糖合成酶基因是继谷氨酸、脯氨酸、甜菜碱合成酶基因之后又一类与抗逆密切相关的基因,因而引起了研究者们的普遍关注。海藻糖(Trehalose)广泛分布在微生物、动物和植物等多种生物体内,在一些蕨类植物中含量甚至可达生物干重的20%以上。海藻糖合成酶基因是海藻糖合成的关键酶基因。研究表明,木薯海藻糖合成酶基因(MeTPS1-3)与木薯的抗旱性显著相关,木薯在干旱胁迫时MeTPS1-3基因表达上调,而MeTPS1-3基因上调有助于提高木薯对干旱的适应性(参考文献:实时荧光定量PCR检测木薯海藻糖合成酶基因MeTPS1-3干旱胁迫下的表达,热带作物学报,2013年第34卷第7期,1274-1277)。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种木薯MeTPS1-3基因表达激活剂在制备增强木薯抗旱性的肥料中的应用,以人为干预木薯使其MeTPS1-3基因上调,从而人为提高木薯的抗旱能力,这可以降低长期干旱尤其是苗期干旱对木薯产量造成的损失。上述目的通过如下技术方案实现:一种木薯MeTPS1-3基因表达激活剂在增强木薯抗旱性方面的应用,所述激活剂为文殊兰碱,化学结构式如下:上述木薯MeTPS1-3基因表达激活剂在制备增强木薯抗旱性肥料中的应用。一种增强木薯抗旱性的肥料,包括上述木薯MeTPS1-3基因表达激活剂,还包括肥料添加剂或配肥辅料。优选地,所述肥料添加剂包括人畜粪便。优选地,所述配肥辅料包括粉煤灰、草木灰、膨润土、高岭土、凹凸棒石黏土、和或植物秸秆。文殊兰碱用作木薯MeTPS1-3基因表达激活剂的用途。本专利技术技术优势:已知木薯在干旱情况下会应激性地增加MeTPS1-3的表达,以提高对干旱胁迫的抵抗能力。本专利技术发现,给予文殊兰碱干预后,MeTPS1-3的表达显著进一步提高,同时对干旱胁迫的抵抗能力显著增强。因此,文殊兰碱可以用于制备成提高木薯抗旱性的肥料。该肥料中还可以添加肥料添加剂或配肥辅料,肥料添加剂可以为人畜粪便,配肥辅料可以为粉煤灰、草木灰、膨润土、高岭土、凹凸棒石黏土或植物秸秆。附图说明图1为加兰他敏、表加兰他敏对木薯根中MeTPS1-3基因相对表达量的影响;图2为LycosinineA、LycosinineB对木薯根中MeTPS1-3基因相对表达量的影响;图3为文殊兰碱对木薯根中MeTPS1-3基因相对表达量的影响;图4为石蒜碱、二氢石蒜碱对木薯根中MeTPS1-3基因相对表达量的影响;图5为水仙环素对木薯根中MeTPS1-3基因相对表达量的影响。具体实施方式下面结合实施例具体介绍本专利技术的实质性内容,但本领域技术人员应当知道,不应将本专利技术的保护范围局限于这些具体实施例。一、实验材料加兰他敏、表加兰他敏、LycosinineA、LycosinineB、文殊兰碱、石蒜碱、二氢石蒜碱、水仙环素购买或自制,纯度不低于95%。化学结构式如下表所示。二、实验方法1、木薯幼苗的种植选用木薯SC8品种(即华南8号,对干旱敏感)的直径约2cm、长约10cm的种茎,种植在口径26cm、底径16cm、高23cm的塑料花盆中。在盆内装入晒干的蛭石和沙,其比例为1:1(V:V)。对种植一株木薯种茎的花盆称重(W1),保证W1等于3kg,然后充分浇水,当试验用土吸水饱和且不再有水流出时再称取种茎、土、花盆总重(W2),最大持水量(W)为充分浇水后的重量W2减去浇水前的重量W1,即W=W2-W1。实验在中国热带农业科学院热带生物技术研究所的透光遮雨棚内进行,每周进行数次浇水和营养液补给,保证木薯正常生长,3个月后,待幼苗长至1m左右时准备进行干旱处理。2、实验分组及处理方法选择长势及状态基本一致的木薯盆栽230盆,随机分为10组,每组23盆,组别如下:对照组(1组):每天下午18:00补水至其最大持水量W的90%;模型组(1组):不浇水;干预组(8组):在模型组基础上,从0天开始每2天给予50mg加兰他敏、表加兰他敏、LycosinineA、LycosinineB、文殊兰碱、石蒜碱、二氢石蒜碱或水仙环素干预,具体方法为:取盆栽土表面以下3-5cm深度的土与药物混合均匀后复填回去。模型组仅进行取土、复土操作,不添加药物;对照组于每天浇水前采取与模型组同样的取土、复土操作。3、目的基因MeTPS1-3相对表达量测定样品的取材第12天时,每组随机取3盆,采集根尖(约2cm),液氮速冻后保存于-80℃冰箱。4、木薯干旱-复水处理后的存活率测定第12天时,将模型组和干预组每组剩余20盆幼苗补水至其最大持水量W,24小时后统计存活苗数,并计算存活率(%),存活率(%)=存活苗数/20×100%。5、目的基因MeTPS1-3的相对表达量测定(1)总RNA的提取以及纯度、完整性检测使用传统CTAB方法(参考文献:AsimpleandefficientmethodforisolatingRNAfrompinetrees.PlantMolecularBiologyReporter,1993)进行总RNA提取,提取后参照TaKaRa产品DNaseI(RNasefree)使用说明书,进行微量基因组DNA的去除。使用美国贝克曼DU800紫外分光光度计检测样品RNA的纯度,然后取3μL样品琼脂糖电泳检测RNA的完整性。(2)cDNA合成以上述RNA样品为模板,参考FermentasFirstStrandcDNASynthesisKit试剂盒说明书,进行cDNA的合成,保存于-20℃备用。(3)荧光定量PCR方法步骤选择木薯细胞内稳定表达的肌动蛋白基因(Actin)作为参比基因,对所有样品进行归一化处理,按照荧光定量PCR引物设计原则设计木薯MeTPS1-3基因和Actin基因的荧光定量PCR引物。荧光定量PCR反应中目的基因MeTPS1-3的引物为FQtps1-F/FQtps1-R;管家基因Actin引物为FQactin-F/FQactin-R。引物序列如下:FQtps1-F:5′-GCTGCTGCGTTCAGTTCTTGC-3′;FQtps1-R:5′-CTCCAATGCTCTTATGAAACG-3′。FQactin-F:5′-TATCCTCAGCATCGGCCAT-3′;FQactin-R:5′-GAAACGCGATAAAGAGACCAG-3′。使用安捷伦公司生产的StrataGeneMx3005P荧光定量仪。反应体系参考TaKaRa公司SYBRPremixExTaqII试剂盒说明书,采用20μL体系,三步法PCR扩增程序:首先95℃3min;变性95℃5s,退火58℃30s,延伸72℃30s,40个循环。每个样品设3管平行重复,所有设定保存后运行程序。反应完成后,得到含所有样品本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种木薯MeTPS1‑3基因表达激活剂在增强木薯抗旱性方面的应用,其特征在于:所述激活剂为文殊兰碱,化学结构式如下:

【技术特征摘要】
1.一种木薯MeTPS1-3基因表达激活剂在增强木薯抗旱性方面的应用,其特征在于:所述激活剂为文殊兰碱,化学结构式如下:2.权利要求1所述木薯MeTPS1-3基因表达激活剂在制备增强木薯抗旱性肥料中的应用。3.一种增强木薯抗旱性的肥料,其特征在于:包括权利要求1所述的木薯MeTPS1-3...

【专利技术属性】
技术研发人员:李冬
申请(专利权)人:李冬
类型:发明
国别省市:湖南,43

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