TPPF基因在调控植物海藻糖合成和提高植物抗旱性中的应用制造技术

本发明专利技术提供TPPF基因在调控植物海藻糖合成和提高植物抗旱性中的应用，所述TPPF基因序列如SEQ ID NO.1所示。同时公开一种降低植物叶片电导率、提高植物叶片海藻糖含量及提高植物抗旱能力的方法，是提高植物中的TPPF基因的表达。本发明专利技术证明拟南芥TPPF基因在控制植物叶片的海藻糖含量及提高植物抗旱能力有重要作用。

Application of TPPF gene in regulating trehalose synthesis and enhancing drought resistance in plants

The present invention provides the application of TPPF gene in regulating trehalose synthesis and improving plant drought resistance, and the TPPF gene sequence is shown as SEQ ID NO.1. At the same time, a method for reducing the electrical conductivity of plant leaves, increasing the trehalose content of plant leaves and improving the drought resistance of plants is disclosed, which is to improve the expression of TPPF gene in plants. The invention proves that the Arabidopsis TPPF gene plays an important role in controlling the trehalose content of plant leaves and improving the drought resistance of plants.

【技术实现步骤摘要】
TPPF基因在调控植物海藻糖合成和提高植物抗旱性中的应用
本专利技术涉及一种TPPF基因在调控植物海藻糖合成和提高植物抗旱性中的应用，属于生物

技术介绍
干旱是影响作物产量的一个重要原因。土壤干旱时，植物水分丢失严重，细胞失去张力，叶片下垂，植物生长困难或者停止生长出现暂时萎蔫，如果植物不能得到可吸收的水分，植物则会由暂时性萎蔫变为永久萎蔫，直至植株死亡。植物在复杂多变的环境中，为了能够进行正常的生长发育，演化形成了一系列抵抗干旱胁迫的策略。其中就包括渗透调节。具体是通过调节代谢相关的基因和一系列代谢途径减少或者修复植物受到的胁迫伤害，维持植物体的一系列生理活动。植物通过积累多种有机物和无机物（如糖类，氨基酸，无机离子等）的浓度，降低细胞内的溶质势，提高细胞内水分含量来应对干旱胁迫的现象叫做渗透调节，它是一种重要的提高植物干旱耐受能力的方式。渗透作用能够在低水势情况下维持细胞细胞结构和光合作用，延缓叶片衰老和死亡，当缺水情况加剧时还能促进根器官的生长。与渗透作用有关的有机物主要有甘露醇，脯氨酸，海藻糖，甜菜碱，果糖等，这些有机化合物能够调节细胞的渗透压，保护细胞膜，避免酶的结构遭到破坏。之前的研究也发现海藻糖可能参与植物对于干旱胁迫的响应，但是我们并不清楚植物是如何感知环境的改变，进而调控海藻糖合成来保护细胞膜，最终提高植物抗旱性的，因此还需要对其进行更深入和细致的研究。我们发现在拟南芥中提高TPPF基因的表达水平能够有效的提高植物海藻糖的含量，调节细胞内外的渗透压，保护细胞膜的完整性，减少干旱胁迫对植株细胞的破坏，进而提高植株的抗旱能力。TPPF基因在调控海藻糖合成及提高植物抗旱性方面的研究还没有报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种TPPF基因在提高植物体内海藻糖含量、降低细胞电导率及提高植株抗旱性的应用。所述TPPF基因为拟南芥的TPPF基因；所述TPPF基因cDNA序列如SEQIDNo.1中自5’末端起第32位至第1138位核苷酸所示。所述TPPF基因所编码的蛋白序列如SEQIDNO.2所示。使TPPF基因在植物中高表达的方法是将含有所述TPPF基因的重组表达载体导入所述植物中；所述重组表达载体具体是将TPPF基因的cDNA序列插入pMDC140的克隆位点得到的。所述植物为拟南芥；TPPF基因在提高植株海藻糖含量，降低植物电导率或提高植物的抗旱能力中的应用也属于本专利技术的保护范围。所述海藻糖含量具体为所述植物整株的海藻糖含量。所述TPPF基因为拟南芥的TPPF基因；所述电导率减少具体体现为叶片电导率减少。本专利技术证明拟南芥TPPF基因在调节海藻糖含量和提高抗旱性中发挥了重要作用。本专利技术的优点在于：本专利技术的优点在于，只需要过表达单个基因，即拟南芥TPPF基因，即可提高植物的抗旱性和海藻糖含量，操作简便，便于筛选，可有效降低成本。附图说明图1为转基因拟南芥中TPPF基因表达水平的检测。WT为野生型wild-type，OE6，OE5和OE9为三个不同的TPPF转基因纯合株系。图2为TPPF基因过表达能提高拟南芥抗旱能力。Control为正常情况下的野生型（WT）和TPPF转基因株系的生长情况，Drought为干旱26天和复水2天后的野生型（WT）和TPPF转基因株系的生长情况。图3为TPPF基因过表达能提高拟南芥海藻糖含量。TPPF基因过表达后转基因植株的海藻糖含量测定，Control为正常情况下野生型（WT）和转基因株系OE9的海藻糖含量测定，Drought为PEG6000模拟干旱胁迫后的野生型（WT）和转基因株系OE9的海藻糖含量测定。图4为TPPF基因过表达能降低转基因株系的电导率。TPPF基因过表达后转基因植株的电导率测定，Control为正常情况下野生型（WT）和转基因株系OE9的电导率测定，Drought为PEG6000模拟干旱胁迫后的野生型（WT）和转基因株系OE9的电导率测定。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。pMDC140在文献“EvaM.Farre´andSteveA.Kay.(2007).PRR7proteinlevelsareregulatedbylightandthecircadianclockinArabidopsis.PlantJ52,548-560.”中公开过，公众可从福建农林大学海峡联合研究院获得。拟南芥Col-0生态型（Arabidopsisthaliana，Columbiaecotype）在文献“Wang,L.,Hua,D.,He,J.,Duan,Y.,Chen,Z.,Hong,X.,andGong,Z.(2011).AuxinResponseFactor2(ARF2)anditsregulatedhomeodomaingeneHB33mediateabscisicacidresponseinArabidopsis.PLoSgenetics7,e1002172.”中公开过，公众可从福建农林大学海峡联合研究院获得。Gateway®BPClonase®IIEnzymeMix购自Invitrogen公司，产品目录号为11789-020。Gateway®LRClonase®IIEnzymemix购自LifeTechnologies公司，产品目录号为11791-020。实施例1、TPPF基因的cDNA基因克隆一、引物的设计和合成根据TPPF基因的CDS序列设计带有Gateway接头的引物，引物序列为：正向引物：5'-GGGGACAAGTTTGTACAAAAAAGCAGGCTTCATGGATTTAAACTCAAACCACA-3'反向引物：5'-GGGGACCACTTTGTACAAGAAAGCTGGGTCTCAAAAACTTGTTTTTGAACTTT-3'二、提取拟南芥Col-0生态型（ArabidopsisthalianaL.）的总RNA，通过反转录得到cDNA，以cDNA为模板，以上述所示的DNA分子为引物，进行PCR扩增，得到PCR扩增产物（如SEQIDNo.1所示），TPPF基因的cDNA序列如SEQIDNo.1中自5’末端起第32位至第1138位核苷酸所示，TPPF蛋白序列如SEQIDNo.2所示。三、利用Gateway克隆入门试剂盒中的BPClonaseⅡEnzymeMix将SEQIDNo.1所示的DNA分子与中间载体pDONR207进行BP重组反应，鉴定阳性克隆后再利用Gateway克隆表达试剂盒（Gateway®LRClonase®IIEnzymemix）与载体pMDC140大片段连接，得到重组质粒，将其命名为pMDC140-TPPF，将pMDC140-TPPF送测序，结果正确。实施例2、TPPF基因对植物抗旱性的影响一、TPPF基因过表达植株的获得将实施例1得到的pMDC140-TPPF转化入C58农杆菌中，采用农杆菌侵染的方法将pMDC140-TPPF质粒转入Col-0，将转染后的植株在含30mg/L潮霉素的MS培养基上筛选，得到具有潮霉素抗性的纯合阳性植株，从中选取3种不同表达水平的株系。转基因株系与拟南芥Col-0生态型中的TPPF基因本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.TPPF基因在提高植物海藻糖含量、植物抗旱性及降低植物叶片电导率中的应用。

【技术特征摘要】
1.TPPF基因在提高植物海藻糖含量、植物抗旱性及降低植物叶片电导率中的应用。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述TPPF...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凯，林清芳，杨娇，朱虹，
申请(专利权)人：福建农林大学，
类型：发明
国别省市：福建,35