本发明专利技术公开了一种OsVTC1-1蛋白在促进植物维生素C合成中的应用。在体外OsVTC1-1蛋白可以催化甘露糖-1-磷酸生成GDP-甘露糖，表明OsVTC1-1蛋白具有GDP-甘露糖焦磷酸化酶活性，其在体内可能参与半乳糖途径而调控Vc合成，提高植物盐胁迫耐性。OsVTC1-1可以提高拟南芥VTC1突变体vtc1-1中Vc含量，增加了转基因植物的耐盐性。另外，干扰水稻中OsVTC1-1的表达显著抑制了水稻Vc的合成，降低了水稻的盐胁迫耐性。可见OsVTC1-1蛋白在提高植物盐胁迫耐性中具有重要作用。
【技术实现步骤摘要】
OsVTC1-1在提高植物盐胁迫耐性中的应用
本专利技术涉及一种OsVTCl-1蛋白在提高植物盐胁迫耐性中的应用。
技术介绍
维生素C是动、植物体内重要的抗氧化剂和辅酶，可以清除植物体内在正常生理活动和胁迫条件下积累的活性氧(R0S)，在植物的胁迫应答中可以提高植物体内积累的R0S，在提高植物胁迫耐性中具有重要作用，所以通过生物技术的方法提高植物中维生素C含量在改善作物胁迫耐性中具有重要作用。研究表明L-半乳糖途径是植物维生素C生物合成的主要途径，其活性与植物中维生素C含量密切相关。半乳糖途径合成途径以磷酸果糖为初始底物，磷酸果糖在甘露糖-6-磷酸异构酶的生成6-磷酸甘露糖，6-磷酸甘露糖在甘露糖磷酸变位酶的作用下生成1-磷酸甘露糖，1-磷酸甘露糖在GDP-甘露糖焦磷酸化酶生成GDP-甘露糖，进入植物维生素C生物合成主要调控途径、然后⑶P-甘露糖顺序在⑶P-甘露糖_3’，5’ -差向酶、GDP-L-半乳糖磷酸化酶、半乳糖-1-磷酸化酶、半乳糖脱氢酶、半乳糖内酯脱氢酶等相关酶的催化下生成维生素C。L-半乳糖途径中，催化1-磷酸甘露糖生成⑶P-甘露糖的⑶P-甘露糖焦磷酸化酶是该合成途径的一个关键调控酶，其活性与植物中维生素C合成量密切相关，在植物维生素C生物合成中发挥关键的调控作用。拟南芥GDP-甘露糖焦磷酸化酶VTCl的点突变体vtcl-1因为VTCl的GDP-甘露糖焦磷酸化酶活性降低而抑制了拟南芥中维生素C的生物合成，其维生素C含量只有野生型的25 - 30%。而VTCl功能缺失突变体，不仅抑制了维生素C的生物合成，而且影响了植物的开花时间，氧化胁迫耐性等多方面的生理活动，降低了植株对盐等胁迫的耐性。所以通过调节植物中编码GDP-甘露糖焦磷酸化酶的基因的表达，不仅可以调控植物中维生素C的生物合成，而且也可以调控植物的盐胁迫耐性。 目前，尽管在模式植物拟南芥中Vc合成途径中关键酶基因的功能比较清楚，但在粮食作物如水稻中Vc还不清楚。我们通过同源克隆的方法从水稻中克隆了拟南芥VTCl的同源基因OsVTCH。体外表达并纯化OsVTCl-1蛋白，在体外检测OsVTCl-1蛋白的酶活性。实验结果显示在体外OsVTCl-1可以催化1-磷酸甘露糖生成⑶P-甘露糖，表明OsVTCl-1蛋白具有GDP-甘露糖焦磷酸化酶活性，其在体内可能参与半乳糖途径而调控Vc合成。将OsVTCl-1构建到植物表达载体，转化模式植物拟南芥，进一步研究OsVTCl-1在植物体内的功能。实验结果显示表达OsVTCl-1可以互补拟南芥VTCl功能，提高拟南芥VTCl突变体vtcl-1中Vc含量，表明OsVTCl-1在植物中有VTCl类似功能，通过催化⑶P-甘露糖合成调控植物Vc合成。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种OsVTCl-1蛋白在提高植物盐胁迫耐性中的应用。在体外OsVTCl-1蛋白可以催化甘露糖-1-磷酸生成⑶P-甘露糖，表明OsVTCl-1蛋白具有GDP-甘露糖焦磷酸化酶活性，其在体内可能参与半乳糖途径而调控Vc合成。OsVTCl-1可以提高拟南芥WCi突变体Vtcl-1中Vc含量，显著增加了转基因拟南芥的盐胁迫耐性。另外，干扰水稻中OsVTCl-1的表达显著抑制了水稻Vc的合成，则明显降低了水稻盐胁迫耐性。可见OsVTCl-1蛋白在提高植物盐胁迫耐性中具有重要作用。本专利技术提供的技术方案是:一种OsVTCl-1基因在改变植物盐胁迫耐性中的应用，所述基因编码的氨基酸序列为SEQ ID N0.2所示。一种OsVTCl-1基因在改变植物盐胁迫耐性中的应用，所述基因的核苷酸序列为SEQ ID N0.1 所示。所述的应用，所述植物是水稻。所述的应用，所述改变植物盐胁迫是降低植物的耐受性，其通过基因工程技术降低所述基因的表达来实现。所述的应用，所述改变植物盐胁迫是提高植物的耐受性，其通过基因工程技术使所述基因在植物中过量表达来实现。同时，本专利技术还提供所述的OsVTCl-1基因的载体，转化细胞或宿主细胞。本专利技术还提供一种提高植物中Vc合成的方法:将SEQ ID N0.1所示序列的编码基因导入出发植物中，得到转基因植物；与出发植物相比，转基因植物的维生素C合成提高，盐胁迫耐性增强。上述的方法，所述编码基因是通过重组表达载体导入所述植物中的，所述重组表达载体是将所述编码基因插入出发载体PCAMBIA1307的多克隆位点得到的。本专利技术具有以下有益效果: OsVTCl -1蛋白具有催化甘露糖-1-磷酸生成⑶P-甘露糖的功能，其过表达不仅可以通过半乳糖途径提高植物中Vc的生物合成，而且可以显著增加植物的盐胁迫耐性。Vc是人体必需的营养元素，本专利技术提供了一种提高作物(水稻)胁迫耐性(耐盐胁迫)，同时改善其营养价值(高Vc含量)的有效方法，在粮食作物耐性和营养改良中具有重要意义。【附图说明】图1 为 OsVTC卜I mRNA 序列。图2为OsVTCH基因过表达载体pCAMBIA1307-0sVTCl_l构建示意图。图3为OsVTCH基因干扰表达载体pCAMBIA2300-RNA1-0sVTCl_l示意图。图4为OsVTCl-1基因过表达材料与干扰材料中OsVTCl-1基因表达检测结果，其中，A为转基因材料的Western blot的检测结果，B为转基因材料中OsVTCl-1基因表达的Q-PCR检测结果。图5为OsVTCl-1基因过表达材料与干扰材料中维生素C含量的检测结果，A中，WT为T3織OsVTCl-1植物表达载体pCAMBIA1307空载体的拟南芥，vtcl-Ι为拟南芥VTCl的单点突变体vtcl-1，0E7和0E13为T3代转OsVTCH过表达载体pCAMBIA1307_0sVTCl_l拟南芥的两个独立株系；B中，WT为野生型水稻中花17，R1-l、R1-2、R1-3为T3代转flsK7T7-7干扰载体pCAMBIA2300-RNA1-0sVTCl-l水稻的3个株系。图6为OsVTCl-1基因过表达拟南芥盐胁迫耐性，其中，A为用150 mM NaCl处理两周拟南芥苗7天后，过表达OsVTCl-1拟南芥在盐胁迫处理下的耐盐表型；B为用150 mMNaCl处理两周拟南芥苗10天后，过表达AsITCV-7拟南芥在盐胁迫处理下存活率的统计数据。。图7为OsVTCl-1基因干扰水稻盐胁迫耐性，其中A为用150 mM NaCl处理两周龄抑制OsVTCl-1表达的转基因水稻苗10天后，抑制OsVTCl-1表达的转基因水稻苗在盐胁迫处理下的盐敏感表型；B为用150 mM NaCl处理两周龄抑制OsVTCl-1表达的转基因水稻苗10天后，在正常生长条件下恢复培养I周后抑制OsVTCl-1表达的转基因水稻苗存活率的统计数据。【具体实施方式】下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。水稻中花17 (Zhonghua 17)在文献“ Liu D, Chen X，Liu J, Ye J, Guo Z.(2012)The rice ERF transcription factor 0sERF922 negatively regulates resistance toMagna本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种OsVTC1‑1基因在改变植物盐胁迫耐性中的应用，其特征在于：所述基因编码的氨基酸序列为SEQ ID NO.2所示。
【技术特征摘要】
1.一种OsVTCl-1基因在改变植物盐胁迫耐性中的应用，其特征在于:所述基因编码的氨基酸序列为SEQ ID N0.2所示。2.—种OsVTCl-1基因在改变植物盐胁迫耐性中的应用，其特征在于:所述基因的核苷酸序列为SEQ ID N0.1所示。3.如权利要求1或2所述的应用，其特征在于:所述植物是水稻。4.如权利要求1至3任一项所述的应用，其特征在于:所述改变植物盐胁迫是降低植物的耐受性，其通过基因工程技术降低所述基因的表达来实现。5.如权利要求1至3任一项所述的应用，其特征在于:所述改变植物盐胁...
【专利技术属性】
技术研发人员：张执金，秦华，邓载安，张传玉，王亚云，王娟，张海文，权瑞党，黄荣峰，
申请(专利权)人：中国农业科学院生物技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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