本发明专利技术涉及MdMIEL1基因在提高植物对非生物逆境敏感性中的应用，还涉及一种用于得到对非生物逆境敏感性提高的植物的方法，其通过使植物中过表达MdMIEL1基因来得到所述对非生物逆境敏感性提高的植物。通过上述质粒载体和方法，可得到对非生物逆境敏感性明显提高的植物，也为进一步研究MdMIEL1的功能和植物的抗逆性研究奠定了基础。
Application of MdMIEL1 gene in improving plant abiotic stress sensitivity
The present invention relates to application of MdMIEL1 gene to improve plant abiotic stress sensitivity, also relates to a method for improving the sensitivity of plants to abiotic stress, which makes the plant over expression of MdMIEL1 gene to obtain the high sensitivity of plants to abiotic stress. Based on the above plasmid vectors and methods, the plants with high sensitivity to abiotic stresses can be obtained, which lays the foundation for further study on the function of MdMIEL1 and the research of plant stress resistance.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及植物育种领域，更特别地，涉及MdMIEL1基因在提高植物抗逆性中的应用，以及用于得到对盐胁迫具有增强抗性的植物的质粒载体和方法。
技术介绍
苹果是世界上重要的经济作物，用以提供水果和木材(Wang等，2015)。苹果的种植和产量经常受到各种外界环境因素的制约，如光，温度，营养等。许多基因能够响应外界环境进而调节植物生长发育(Xiong等，2002；Todaka等，2015)。因此，我们有必要研究胁迫诱导基因的功能，从而提高植物抗性。土壤盐渍化和干旱已成为限制作物生产力和质量的重要因素(Zhu,2007)。土壤盐渍化导致离子和渗透胁迫(Tian等，2015)；干旱胁迫导致可利用水的减少(Sequera-Mutiozabal.,2016)。到目前为止，一系列的信号途径被证明参与胁迫响应过程，如第二信使，MAPKs信号途径等。在这些反应策略中，脱落酸(ABA)在响应环境刺激中扮演重要角色。气孔的开张在植物响应盐和干旱中受ABA诱导。当植物遇到盐和干旱胁迫时，ABA诱导气孔关闭保持水分。(Yamaguchi-Shinozaki和Shinozaki,2006).独角金内酯是一种新型的植物激素(Wall等，1972)。它们主要在根系中合成，通过类胡萝卜途径合成(Matusova等，2005)。最近的研究表明，独角金内酯调节植物生长发育的各个方面，比如抑制腋芽分枝(Lazar等，2006；Umehara等，2008)，根际寄生、共生互动(Cook等，1966；Akiyama等，2005)，盐和干旱胁迫响应(VanHa等，2014)，根系发育(Koltai等，2010；Kapulnik等，2011)。如今，越来越多的研究专注于独角金内酯介导的地上部分分枝和根系发育(Gomez-Roldan等，2008；Umehara等，2008；Kapulnik等，2011；Rasmussen等，2012；Sun等，2014；2016)。在独角金内酯信号过程中，四个主要基因协同调节植物生长发育，包括MAX1,MAX3/CCD7,MAX4/CCD8和MAX2。其中，MAX1、MAX3和MAX4在独角金内酯合成中发挥关键作用(Turnbull等，2002；Leyser,2003；Booker等，2004)，MAX2编码一个富含亮氨酸的F-box蛋白(Stirnberg等，2002)。参与独角金内酯信号的传导，拟南芥max2突变体表现出对独角金内酯不敏感的表型(Kyozuka等，2009；Ruyter-Spira等，2013)。MAX2参与许多重要的生物学过程，其在独角金内酯介导的地上部分分枝和根系发育中发挥关键作用(Bennett等，2006；Nelson等，2011；Mayzlish-Gati等，2012)。迄今为止，MAX2在拟南芥和水稻，豌豆等植物中已经研究较多，在苹果中还未见报道。我们在研究过程中克隆了苹果MAX2基因，研究了MdMIEL1响应多种激素信号和胁迫响应，过量表达MdMIEL1提高了转基因苹果愈伤和转基因拟南芥的抗盐和抗旱能力。
技术实现思路
我们在研究过程中克隆了苹果MdMIEL1基因，研究了MdMIEL1响应多种激素信号和胁迫响应，过量表达MdMIEL1提高了转基因苹果愈伤和转基因拟南芥对非生物逆境的敏感性。基于以上研究，本专利技术提供了MdMIEL1基因在提高植物对非生物逆境敏感性中的应用。本专利技术还提供了一种用于得到对非生物逆境敏感性提高的植物的方法，通过使植物中过表达MdMIEL1基因来得到所述对非生物逆境敏感性提高的植物。进一步地，将带有MdMIEL1基因表达框的质粒载体导入植物中，筛选携带有所述质粒载体的植物细胞，并将其培育成植株，即得到所述对非生物逆境敏感性提高的植物。进一步地，所述植物细胞为愈伤组织细胞或胚性细胞。进一步地，所述MdMIEL1基因表达框包含在植物中组成型表达的强启动子和由所述强启动子控制表达的MdMIEL1基因，所述MdMIEL1基因表达的蛋白序列如SEQIDNO:1所示。进一步地，所述MdMIEL1基因的序列如SEQIDNO:2所示。进一步地，所述质粒载体由所述MdMIEL1基因顺着CaMV35S启动子的转录方向插入到PRI101质粒的PstⅠ和BamHⅠ之间得到。进一步地，所述方法包括以下步骤：1)用所述质粒载体转化农杆菌LBA4404，得到携带有所述质粒载体的农杆菌LBA4404；2)用所述携带有所述质粒载体的农杆菌LBA4404转化所述植物细胞并培养，通过所述质粒载体中的筛选标记筛选被所述转化的植物细胞；3)通过组织培养将筛选得到的所述被转化的植物细胞培育成植株，即得到所述对非生物逆境敏感性提高的植物。进一步地，所述植物是拟南芥、苹果、桃、梨、杨树、小麦、玉米或水稻。进一步地，所述非生物逆境为盐胁迫性或氧化胁迫。利用强启动子(花椰菜花叶病毒35S启动子)驱动原理的转基因技术，将MdMIEL1基因的超量表达载体转入拟南芥和苹果愈伤中，从而获得转基因植株和转基因苹果愈伤。抗性实验结果表明转基因拟南芥和愈伤对盐胁迫和氧化胁迫的敏感性显著提高，说明MdMIEL1基因在植株抗逆中发挥重要作用。通过上述质粒载体和方法，可得到对非生物逆境敏感性明显提高的植物，也为进一步研究MdMIEL1的功能和植物的抗逆性研究奠定了基础。附图说明图1为150mMNaCl处理7天后转基因拟南芥(MdMIEL1-L1,MdMIEL1-L7和MdMIEL1-L8)以及野生型拟南芥(Col-0)表型观察；图2为150mMNaCl处理7天后转基因拟南芥MdMIEL1-L1,MdMIEL1-L7和MdMIEL1-L8)以及野生型拟南芥(Col-0)的存活率柱状统计图；图3为150mMNaCl处理7天后转基因拟南芥(MdMIEL1-L1,MdMIEL1-L7和MdMIEL1-L8)以及野生型拟南芥(Col-0)的叶绿素含量统计图；图4为150mMNaCl处理7天后转基因拟南芥(MdMIEL1-L1,MdMIEL1-L7和MdMIEL1-L8)以及野生型拟南芥(Col-0)的脯氨酸含量柱状统计图；图5为150mMNaCl处理7天后转基因拟南芥(MdMIEL1-L1,MdMIEL1-L7和MdMIEL1-L8)以及野生型拟南芥(Col-0)的电解质渗透率柱状统计图；图6为野生型(WT)和转基因苹果愈伤组织(MdMIEL1#1和MdMIEL1#2)生长在含有不同浓度NaCl的培养基(0、100、200mM)培养10天的表型观察；图7为野生型(WT)和转基因苹果愈伤组织(MdMIEL1#1和MdMIEL1#2)NaCl处理10天后的鲜重柱状统计图的鲜重柱状统计图；图8为不同浓度H2O2(1％、1.5％和2％)处理转基因拟南芥(MdMIEL1-L1,MdMIEL1-L7和MdMIEL1-L8)以及野生型拟南芥(Col-0)莲座叶表型观察；图9为不同浓度H2O2(1％、1.5％和2％)处理转基因拟南芥(MdMIEL1-L1,MdMIEL1-L7和MdMIEL1-L8)以及野生型拟南芥(Col-0)叶绿素含量统计图；图10为野生型(WT)和转基因苹果愈伤组织(MdMIEL1#1和MdMIEL1#2)生长在含有不同本文档来自技高网...
【技术保护点】
MdMIEL1基因在提高植物对非生物逆境敏感性中的应用。
【技术特征摘要】
1.MdMIEL1基因在提高植物对非生物逆境敏感性中的应用。2.一种用于得到对非生物逆境敏感性提高的植物的方法，其特征在于，通过使植物中过表达MdMIEL1基因来得到所述对非生物逆境敏感性提高的植物。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将带有MdMIEL1基因表达框的质粒载体导入植物中，筛选携带有所述质粒载体的植物细胞，并将其培育成植株，即得到所述对非生物逆境敏感性提高的植物。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述植物细胞为愈伤组织细胞或胚性细胞。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述MdMIEL1基因表达框包含在植物中组成型表达的强启动子和由所述强启动子控制表达的MdMIEL1基因，所述MdMIEL1基因表达的蛋白序列如SEQIDNO:1所示。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述MdMIEL1基因的序列如S...
【专利技术属性】
技术研发人员：郝玉金，安建平，王小非，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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