蔗糖合成酶基因在提高植物耐盐能力中的应用制造技术

本发明专利技术公开了蔗糖合成酶(GaSuS3)基因在提高植物耐盐能力中的应用。具体地，本发明专利技术涉及蔗糖合成酶(GaSuS3)或其编码基因的用途，所述的用途选自下组：(i)用于提高植物的耐盐能力；(ii)用于提高植物的过氧化物酶活性。可将该基因应用于制备抗盐、耐盐的转基因植物新品种。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基因工程植物的开发及其耐盐的应用，具体地，涉及棉花蔗糖合成酶基因的表达载体及耐盐转基因植物的制备方法及其耐盐用途。
技术介绍
盐胁迫是影响植物生长发育的重要因素，它通过渗透压、离子毒害等途径对植物产生胁迫危害。在盐胁迫环境下，植物从生理代谢到整体的生长发育都会发生一系列的物理化学变化，如光合作用、呼吸作用等都会受到不同程度的影响。导致盐胁迫的途径主要包括：一是土壤中盐分浓度过高造成土壤水势下降而渗透压升高，这导致植物根部水分减少并影响植物生长速率；二是土壤中的钠离子大量涌入植物细胞，钠离子积累过多势必会对植物细胞造成离子毒害作用，并影响其他必需元素的吸收，从而进一步影响植物的生长发育。植物的盐胁迫响应属于多基因调控的复杂性状，其生理生化反应是基因间相互作用、共同调节的结果。因此，如何全面地、深入了解植物耐盐基因，掌握耐盐机理，提高植物抵抗盐胁迫的能力；如何合理开发和利用盐渍化土壤资源是亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术发现了一种能提高植物耐盐能力的蔗糖合酶基因(GaSuS3)。在本专利技术第一方面，提供了一种蔗糖合成酶(GaSuS3)或其编码基因的用途，所述的用途选自下组：(i)用于提高植物的耐盐能力；(ii)用于提高植物的过氧化物酶活性。在另一优选例中，所述植物包括锦葵科、十字花科、禾本科、豆科、脂麻科、菊科、藜科、山茶科、茜草科、梧桐科、茄科、五加科、多孔菌科、百合科、壳斗科、棕榈科、龙舌兰科。在另一优选例中，所述植物包括：拟南芥(Arabidopsisthaliana)、棉花、小麦、水稻、玉米、燕麦、黑麦、大麦、粟、高粱、青稞、麻类、花生、油菜、芝麻、大豆、向日葵、甜菜、甘蔗、茶叶、咖啡豆、可可、烟草、人参、灵芝、贝母、橡胶、椰子、油棕和剑麻。在另一优选例中，所述GaSuS3基因的Genebank登录号：JQ995524。在另一优选例中，所述GaSuS3的氨基酸序列选自下组：(i)具有SEQIDNO.:6所示氨基酸序列的蛋白；(ii)将如SEQIDNO.:6所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的，具有提高植物耐盐能力或提高植物的过氧化物酶活性的由(i)衍生的蛋白；或(iii)氨基酸序列与SEQIDNO.:6所示氨基酸序列的同源性≥95％(较佳地≥98％)，具有提高植物耐盐能力或提高植物的过氧化物酶活性的蛋白。在另一优选例中，所述的蔗糖合成酶的编码基因任选自下组：(A)编码如SEQIDNO.:6所示多肽的多核苷酸；(B)序列如SEQIDNO.:5所示的多核苷酸；(C)核苷酸序列与SEQIDNO.:5所示序列的同源性≥95％(较佳地≥98％)的多核苷酸；(D)如SEQIDNO.:5所示多核苷酸的5’端和/或3’端截短或添加1-60个(较佳地1-30，更佳地1-10个)核苷酸的多核苷酸；(E)与(A)-(D)任一所述的多核苷酸互补的多核苷酸。在另一优选例中，所示的蔗糖合酶来源于棉花。本专利技术第二方面，提供了一种提高植物耐盐能力和/或提高植物的过氧化物酶活性的方法，包括步骤：a)将促进或拮抗GaSuS3基因或其蛋白的活性和/或表达的物质给予植物、植物种子、植物细胞、组织或器官；和b)培养步骤a)获得的植物、植物种子、植物细胞、组织或器官。在另一优选例中，所述促进GASUS3基因或其蛋白的活性和/或表达是指与对照相比，GASUS3基因或其蛋白的表达量升高或过表达，和/或表达活性更高的蛋白变体；所述拮抗GASUS3基因或其蛋白的活性和/或表达是指与对照相比，GASUS3基因或其蛋白的表达量降低或不表达，和/或表达活性降低或无活性的GASUS3蛋白。在另一优选例中，所述促进GASUS3基因或其蛋白的活性和/或表达的物质包括GASUS3基因本身。在另一优选例中，所述抑制GASUS3基因或其蛋白的活性和/或表达的物质包括：GASUS3基因的反义RNA或GASUS3蛋白的抗体。在另一优选的实施方式中，所述步骤a)是将编码GASUS3蛋白的多核苷酸转入植物、植物种子、植物细胞、组织或器官，获得转化入编码GASUS3蛋白的多核苷酸的植物、植物种子、植物细胞、组织或器官。在另一优选例中，步骤a)是将植物、植物种子、植物细胞、组织或器官与携带含有编码GASUS3蛋白的多核苷酸的农杆菌(Agrobacteriumtumefaciens)接触，从而使编码GASUS3蛋白的多核苷酸转入植物细胞，并整合到植物细胞的染色体上。本专利技术第三方面，提供了一种表达载体，所述的表达载体含有表达GASUS3的核苷酸序列。在另一优选例中，所述的表达为组成型表达。本专利技术第四方面，提供一种植物愈伤组织或植物细胞，所述的植物愈伤组织或植物细胞含有本专利技术第三方面所述的载体，或所述的植物细胞的染色体整合有GASUS3的核苷酸序列。本专利技术第五方面，提供了所述的GASUS3的核苷酸序列包括GASUS3基因全长、或编码GASUS3蛋白的cDNA。本专利技术第六方面，提供了本专利技术第四方面所述植物愈伤组织或植物细胞的用途，用于制备具有耐盐活性的转基因植物。应理解，在本专利技术范围内中，本专利技术的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。附图说明图1显示了农杆菌菌液PCR检测的凝胶电泳图。M代表Marker5000；1代表阳性对照；2代表阴性对照；3-5代表不同的农杆菌克隆。图2显示了转基因植株目的片段引物PCR检测的凝胶电泳结果。M代表Marker5000；1代表野生型拟南芥；2-6代表转基因拟南芥；7代表阳性质粒。图3显示了转基因拟南芥的RT-PCR表达分析结果。AtGAPC为拟南芥磷酸甘油醛脱氢酶基因，作为内参；GaSuS3为目的基因。图4显示了野生型和转基因拟南芥种子萌发率的统计结果。WT:野生型；L5、L9、L10:转基因拟南芥；各柱形上大写字母不同表示差异极显著(P<0.01)。图5显示了野生型和转基因拟南芥根系长度测量结果。WT:野生型；L5、L9、L10:转基因拟南芥；各柱形上大写字母不同表示差异极显著(P<0.01)。图6显示了转基因拟南芥植株长势结果。A代表对照组；B代表NaCl胁迫组；C代表NaCl胁迫组单株；1代表野生型；2-4代表转基因拟南芥。...

【技术保护点】
蔗糖合成酶(GaSuS3)或其编码基因的用途，其特征在于，所述的用途选自下组：(i)用于提高植物的耐盐能力；(ii)用于提高植物的过氧化物酶活性。

【技术特征摘要】
1.蔗糖合成酶(GaSuS3)或其编码基因的用途，其特征在于，所述的用途
选自下组：
(i)用于提高植物的耐盐能力；
(ii)用于提高植物的过氧化物酶活性。
2.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述GaSuS3的氨基酸序列选
自下组：
(i)具有SEQIDNO.:6所示氨基酸序列的蛋白；
(ii)将如SEQIDNO.:6所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取
代、缺失或添加而形成的，具有提高植物耐盐能力或提高植物的过氧化物酶活
性的由(i)衍生的蛋白；或
(iii)氨基酸序列与SEQIDNO.:6所示氨基酸序列的同源性≥95％(较佳地≥
98％)，具有提高植物耐盐能力或提高植物的过氧化物酶活性的蛋白。
3.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述的蔗糖合成酶的编码基因
任选自下组：
(A)编码如SEQIDNO.:6所示多肽的多核苷酸；
(B)序列如SEQIDNO.:5所示的多核苷酸；
(C)核苷酸序列与SEQIDNO.:5所示序列的同源性≥95％(较佳地≥98％)的多
核苷酸；
(D)如SEQIDNO.:5所示多核苷酸的5’端和/或3’端截短或添加1-60个
(较佳地1-30，更佳地1-10个)核苷...

【专利技术属性】
技术研发人员：戎均康，丁明全，陈爱群，王敏华，
申请(专利权)人：浙江农林大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33