本发明专利技术属于生物技术领域，具体涉及TPPI基因在调控植物气孔开度和提高植物抗旱性中的应用。TPPI基因序列如SEQ ID NO.1自5’末端起第32位至第1138位核苷酸所示。同时公开一种提高植物海藻糖含量，抑制气孔开度及提高植物抗旱能力的方法，是通过出发植物中的TPPI基因的过表达来实现的。本发明专利技术证明拟南芥TPPI基因在调控植物海藻糖含量，抑制气孔开度及提高植物抗旱能力中具有重要作用。
Application of TPPI Gene in Regulating Plant Stomatal Opening and Improving Plant Drought Resistance
The invention belongs to the field of biotechnology, in particular to the application of TPPI gene in regulating plant stomatal opening and improving plant drought resistance. The sequence of TPPI gene is shown in the nucleotides of SEQ ID NO.1 from position 32 to 1138 from the end of 5'. At the same time, a method of increasing trehalose content, inhibiting stomatal opening and improving drought resistance of plants is disclosed, which is realized by over-expression of TPPI gene in starting plants. The invention proves that the TPPI gene of Arabidopsis thaliana plays an important role in regulating trehalose content, inhibiting stomatal opening and improving drought resistance of plants.
【技术实现步骤摘要】
TPPI基因在调控植物气孔开度和提高植物抗旱性中的应用
本专利技术属于生物
，具体涉及TPPI基因在调控植物气孔开度和提高植物抗旱性中的应用。
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。面对干旱胁迫，增加根吸收水分的能力并减少地上部分叶片蒸腾的水分散失是植物应对干旱的重要方式。植物形态结构抗旱性主要指在干旱条件下，植物会在一定程度上改变形态结构，以便更好的调节维持自身正常生长发育所需要的水分。例如植株变小、根系发达、根冠比高、气孔关闭、新生气孔减少、蒸腾面积减少等，可以有效的增加水分吸收，同时减少水分的耗散。其中，气孔减少和气孔关闭可以有效减少蒸腾面积，进而减少水分的耗散，这将有利于保证植物水分的供应。同时，植物通过调节细胞内渗透势的变化也可以增强抵抗外界干旱胁迫的能力，如产生更多的渗透调节物质，脯氨酸、甜菜碱、可溶性糖等，都具有提高植物细胞渗透调节能力的作用。其中，海藻糖在干燥失水等恶劣环境条件下能够在细胞表面形成独特的保护膜，有效地保护蛋白质分子不变性失活，从而维持生命体的生命过程和生物特征。因此，干旱条件下，测定植物体内这些渗透调节物质的含量，也是反应植物抗旱能力的一个重要指标。我们发现在拟南芥中TPPI（trehalose-6-phosphatephosphataseI）基因的过表达能够有效的抑制气孔开闭，并提高植物海藻糖的含量，调节细胞内外的渗透压，减少蒸腾失水和干旱胁迫对植株细胞的破坏，进而提高植株的抗旱能力。TPPI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TPPI基因在调控植物气孔开度和提高植物抗旱性中的应用。一种培育转基因植物的方法，包括如下步骤：将TPPI基因导入出发植物，得到相比于出发植物TPPI基因过表达，进而抗旱能力提高的转基因植物。一种培育转基因植物的方法，包括如下步骤：将TPPI基因导入出发植物，得到相比于出发植物TPPI基因过表达，进而气孔开度被抑制的转基因植物。一种培育转基因植物的方法，包括如下步骤：将TPPI基因导入出发植物，得到相比于出发植物TPPI基因过表达，进而失水速率降低的转基因植物。一种培育转基因植物的方法，包括如下步骤：将TPPI基因导入出发植物，得相比于出发植物TPPI基因过表达，进而植物海藻糖含量提高的转基因植物。一种提高植物抗旱能力的方法，通过出发植物中TPPI基因的过表达来提高所述植物的抗旱能力。一种抑制植物气孔开度的方法，通过出发植物中TPPI基因的过表达来抑制植物气孔开度。一种降低植物失水速率的方法，通过出发植物中TPPI基因的过表达来降低植物失水速率。一种提高干旱条件下植物海藻糖含量的方法，通过出发植物中TPPI基因的过表达来提高植物海藻糖含量。以上任一所述方法中：TPPI基因为拟南芥的TPPI基因；TPPI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；TPPI基因所编码的蛋白序列如SEQIDNO.2所示；所述出发植物为拟南芥；TPPI基因过表达的方法是将含有TPPI基因的重组表达载体导入所述植物中。进一步的，所述TPPI基因重组表达载体具体是将TPPI基因的cDNA序列插入到pMDC140载体上得到的。进一步的，所述述海藻糖含量具体为所述植物整株的海藻糖含量。进一步的，所述气孔开度减少具体体现为叶片气孔开度减少。本专利技术还提供了在干旱条件下TPPI基因在抑制气孔开度，或提高植株海藻糖含量，或提高植物的抗旱能力中的应用。本专利技术的优点在于：只需要过表达单个基因，即拟南芥TPPI基因，即能提高植物的抗旱性抑制植物的气孔开度、降低植物的失水速率和提高植物的海藻糖含量，操作简便，便于筛选，能有效降低成本。本专利技术表明拟南芥TPPI基因在调节海藻糖含量，抑制气孔开度、降低失水速率和提高抗旱性中发挥了重要作用。附图说明图1为TPPI基因过表达植株中TPPI基因表达水平的检测。WT：野生型（wild-type）；OE1、OE3、OE4、OE5、OE6、OE7、OE8，为7个三类不同TPPI基因表达水平的TPPI转基因纯合植株；eIF-4A为内参基因。图2为TPPI基因对植物抗旱性的影响。0DDT：干旱0天；18DDT：干旱18天18DDT+Rehydratedfor4days：干旱18天又复水4天；WT：野生型；OE3、OE5、OE6均为TPPI基因过表达植株。图3为TPPI基因过表达植株气孔开度的检测。WT：野生型；OE5为TPPI基因过表达植株。图4为TPPI基因过表达植株离体叶片失水速率的检测。WT：野生型；OE5、OE6均为TPPI基因过表达植株。图5为TPPI基因过表达对干旱胁迫下植株海藻糖含量的影响。Control：正常情况下野生型（WT）和转基因植株OE5的海藻糖含量测定；Drought：PEG6000模拟干旱胁迫后的野生型（WT）和转基因植株OE5的海藻糖含量测定。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、TPPI基因的cDNA基因克隆（1）引物的设计和合成根据TPPI基因的CDS序列设计带有Gateway接头的引物，引物序列为：SEQIDNo.3：正向引物5'-GGGGACAAGTTTGTACAAAAAAGCAGGCTTCATGGTGCGTTTTGTCGTGGAA-3'SEQIDNo.4：反向本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种培育转基因植物的方法，其特征在于，包括如下步骤：将TPPI基因导入出发植物，得到相比于出发植物TPPI基因过表达，进而抗旱能力提高的转基因植物。
【技术特征摘要】
1.一种培育转基因植物的方法，其特征在于，包括如下步骤：将TPPI基因导入出发植物，得到相比于出发植物TPPI基因过表达，进而抗旱能力提高的转基因植物。2.一种培育转基因植物的方法，其特征在于，包括如下步骤：将TPPI基因导入出发植物，得到相比于出发植物TPPI基因过表达，进而气孔开度被抑制的转基因植物。3.一种培育转基因植物的方法，其特征在于，包括如下步骤：将TPPI基因导入出发植物，得到相比于出发植物TPPI基因过表达，进而失水速率降低的转基因植物。4.一种培育转基因植物的方法，其特征在于，包括如下步骤：将TPPI基因导入出发植物，得到相比于出发植物TPPI基因过表达，进而干旱条件下植物海藻糖含量提高的转基因植物。5.一种提高植物抗旱能力的方法，其特征在于：通过出发植物中TPPI基因的过表达来提高植物的抗旱能力。6.一种降...
【专利技术属性】
技术研发人员：王凯，林清芳，王松，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
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