一种冰缘植物耐旱基因及其用于制备耐旱转基因植物的应用制造技术

本发明专利技术提供了一种耐旱基因CbDREB2AL，其编码产物CbDREB2AL蛋白、含有耐旱基因CbDREB2AL的植物的制备方法、及其在制备耐旱转基因植物中的应用。本发明专利技术公开的CbDREB2AL基因可应用到耐旱转基因作物育种中以提高其耐旱性，具有广阔的应用前景。

A drought tolerant gene of periglacial plants and its application in preparing drought resistant transgenic plants

The invention provides a drought resistant gene CbDREB2AL, its encoding product CbDREB2AL protein, a plant preparation method containing drought resistant gene CbDREB2AL, and its application in the preparation of drought resistant transgenic plants. The CbDREB2AL gene disclosed in the invention can be applied to drought resistant transgenic crop breeding to improve its drought resistance and has broad application prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种冰缘植物耐旱基因及其用于制备耐旱转基因植物的应用
本专利技术属于生物
，特别涉及一种高山离子芥耐旱基因CbDREB2AL、其编码产物CbDREB2AL蛋白、含有耐旱基因CbDREB2AL的植物的制备方法、及其在制备耐旱转基因植物中的应用。
技术介绍
干旱严重影响着植物的生长发育，制约着作物的产量及种植范围，是目前影响农业生产的世界性问题。据统计：全球干旱、半干旱地区已超过土地总面积的1/3，在我国占土地总面积的47％，在耕地面积中干旱、半干旱地区已占51％，每年粮食产量因干旱而造成的损失非常惨重，我国每年因旱灾损失粮食达50亿公斤[1]。目前，关于利用转基因技术提高植物的耐旱性已有不少报道，如：MieKasuga等人将拟南芥基因DREB1A转入烟草后能够提高转基因植株的耐旱性[2]，HonghongHu等人将SNAC1基因在水稻中过表达能将转基因水稻在干旱胁迫下的结实率提高22–34％，Bi‐YanZao等人将油菜中的BaABF2基因在拟南芥中过表达也能提高转基因植株的抗旱能力[3,4]。高山离子芥(Chorisporabungeana，又名Chorisporaexscapa)是十字花科离子芥，属多年生草本植物，分布在高海拔亚高山草甸和砾石质山坡上，该地区的环境特点是气候寒冷、干旱、强辐射。在我国主要分布于乌鲁木齐河源区流石碓，流石碓中砾石保水性差，恶劣环境时常造成高山离子芥的干旱胁迫。高山离子芥为了适应低温、强紫外、大风和干旱等不利的环境条件，进化出了优秀的逆境适应机制[5]。本专利技术公开了一种干旱响应基因CbDREB2AL，该基因编码高山离子芥一个新的受干旱诱导而产生的蛋白CbDREB2AL。该基因编码的蛋白与山萮菜(Es)、天蓝遏蓝菜(Nc)、琴叶拟南芥(Al)、拟南芥(At)以及花生(Ah)的同源基因有较近的亲缘关系。本专利技术公开的CbDREB2AL基因可应用到耐旱转基因作物育种中以提高其耐旱性，具有广阔的应用前景。1.吴金山等人,植物对干旱胁迫的生理机制及适应性研究进展.山西农业大学学报,2017.37(6):p.452.2.Kasuga,M.,etal.,AcombinationoftheArabidopsisDREB1Ageneandstress-induciblerd29Apromoterimproveddrought-andlow-temperaturestresstoleranceintobaccobygenetransfer.PlantCellPhysiol,2004.45(3):p.346-50.3.Zhao,B.Y.,etal.,BnaABF2,abZIPtranscriptionfactorfromrapeseed(BrassicanapusL.),enhancesdroughtandsalttoleranceintransgenicArabidopsis.BotStud,2016.57(1):p.12.4.Hu,H.H.,etal.,OverexpressingaNAM,ATAF,andCUC(NAC)transcriptionfactorenhancesdroughtresistanceandsalttoleranceinrice.ProceedingsoftheNationalAcademyofSciencesoftheUnitedStatesofAmerica,2006.103(35):p.12987-12992.5.Zhao,Z.,etal.,Deep-sequencingtranscriptomeanalysisofchillingtolerancemechanismsofasubnivalalpineplant,Chorisporabungeana.BMCPlantBiology,2012.12(1):p.222.
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种耐旱基因CbDREB2AL及其编码蛋白。本专利技术的另一个目的在于提供一种培育耐旱转基因植物的方法，是将所述的编码基因转入植物中，得到具有耐旱特性的转基因植物。本专利技术的又一个目的在于提供一种由所述耐旱基因CbDREB2AL用于转化植物以产生耐旱转基因植物的用途。含有本专利技术基因的表达载体、细胞系及宿主菌均属于本专利技术的保护范围。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术克隆了高山离子芥的耐旱基因CbDREB2AL，所述耐旱基因CbDREB2AL具有SEQIDNO:1所示的核苷酸序列，其中，列表中的SEQIDNO：1由1002个碱基组成。该耐旱基因CbDREB2AL能够编码CbDREB2AL蛋白，此种蛋白具有SEQIDNO:2所示的氨基酸序列，其中，列表中的SEQIDNO：2由334个氨基酸组成。本专利技术中CbDREB2AL基因编码的蛋白与双子叶植物山萮菜(Es)、天蓝遏蓝菜(Nc)、琴叶拟南芥(Al)、拟南芥(At)以及花生(Ah)等的同源基因具有较近的亲缘关系。可用现有的植物表达载体构建含有CbDREB2AL基因的重组表达载体。所述植物表达载体包括双元农杆菌载体和可用于植物微弹轰击的载体等，如PMDC32、pCAMBIA3301、pCAMBIA1300或其它衍生植物表达载体。携带有本专利技术基因CbDREB2AL的植物表达载体可通过Ti质粒、Ri质粒、植物病毒载体、直接DNA转化、显微注射、电导、农杆菌介导等常规生物学方法转化到植物细胞或组织中。被转化的宿主植物可以是拟南芥、烟草等双子叶植物。为了便于对转基因植物细胞或植物进行鉴定及筛选，可对所用植物表达载体进行加工，如加入可在植物中表达可产生颜色变化的酶或发光化合物的基因(GFP基因、GUS基因等)、具有抗性的抗生素标记物(庆大霉素标记物、卡那霉素标记物等)或是抗化学试剂标记基因(如抗除芳剂基因)等。从转基因植物的安全性考虑，可不加任何选择性标记基因，直接以逆境筛选转化植株。本专利技术所提供的获得耐旱转基因植物的方法，是将上述植物耐旱蛋白的编码基因CbDREB2AL导入植物中，得到耐旱转基因植物。本专利技术将CbDREB2AL基因的cDNA构建在CaMV35s启动子下游，得到图谱如图2所示的表达载体，利用电击转化的方法即得到含有该表达载体的农杆菌菌株，利用浸花法转染野生型拟南芥得到过表达的转基因植株。所述植物可为双子叶植物，如烟草、拟南芥等。本专利技术验证了转基因植株具有耐旱特性，结果显示，CbDREB2AL的过表达可以显著增强拟南芥的耐旱特性，使干旱处理之后的拟南芥的存活率提高了45％左右。这对于培养优良的作物品种特别是耐旱作物品种具有重要的理论及实践意义。附图说明图1高山离子芥CbDREB2AL蛋白的氨基酸序列经同源性比对，利用MEGA软件分析的进化关系。图2构建的过表达载体图谱，PMDC32-CbDREB2AL。图3对照(野生型WT为Col-0)和转基因植株(#2，#4)耐旱性表型比较。图4对照(野生型WT为Col-0)和转基因植株(#2，#4)干旱处理后的存活率比较。具体实施方式下面结合具体实施例进一步详细描述本专利技术的技术方案，但本专利技术的保护范围不局限于以下所述。在本专利技术的下述实施例中，所用的实验材料为高山离子芥(Chorisporabungeana，又名C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高山离子芥耐旱基因CbDREB2AL，该基因的核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示。

【技术特征摘要】
1.一种高山离子芥耐旱基因CbDREB2AL，该基因的核苷酸序列如SEQIDNO：1所示。2.一种如权利要求1所述的耐旱基因CbDREB2AL编码的蛋白质CbDREB2AL，其氨基酸序列如SEQIDNO：2所示。3.一种含有如权利要求1所述的耐旱基因CbDREB2AL的表达载体。4.一种含有如权利要求1所述的耐旱基因CbDREB2AL的细胞...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳修乐，安黎哲，张国艳，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：甘肃,62