一种促进植物生长和/或提高植物抗性的方法技术

本发明专利技术公开了一种促进植物生长和／或提高植物抗性的方法。本发明专利技术所提供的促进植物生长和／或提高植物抗性的方法，是将植物谷胱甘肽转移酶的编码基因导入目的植物，得到生长加快和／或抗性提高的转基因植株。所述植物谷胱甘肽转移酶可来源于玉米、拟南芥、盐地碱篷或水稻，优选来源于玉米。所述植物谷胱甘肽转移酶优选为ＺｍＧＳＴ７。ＺｍＧＳＴ７在正常条件下可以促进转基因拟南芥的生长，并且在低浓度的渗透胁迫下能够提高植物抗性。本发明专利技术的方法对于培育新型耐逆园林植物和农作物具有重要实用价值和经济效益。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物
中一种促进植物生长和/或提高植物抗性的方法。
技术介绍
非生物环境因子(如干旱、盐碱等)严重影响农作物的正常生长发育和产量，环境污染和人口爆炸则使粮食的供应更趋紧张。因而需要培育高抗性和高产优质的粮食作物。对于植物在逆境下反应的分子机制的研究，目前的难点在于已知的胁迫反应基因太少，因此研究植物对逆境响应的机制，最重要的就是发现更多的胁迫反应基因，并研究它们在逆境中的作用。植物谷胱甘肽转移酶(glutathione S-transferase，GST)在植物中是一类很丰富的酶，由一个古老而高度分歧的基因家族编码。GST的主要功能是催化生物体内某些内源或外源的有害物质的亲电子集团与谷胱甘肽的疏基结合，使其分解，或形成易溶于水的物质，排出体外。刘新仿等发现拟南芥的一个GST与植物对紫外辐射损伤的耐受性有关；王丽萍等从盐地碱篷中克隆出一个与耐盐有关的GST。Bianchi等研究烟草Nt107基因在拟南芥中的同源基因GST8，在快速的脱水和渐进的干旱时，GST8的表达逐渐增加。推测GST8可能的作用是消除由干旱胁迫引起的活性氧的毒害。对玉米GST研究，始于Frear在1970年对玉米抗除草剂阿特拉津GST的研究，发现玉米GST具有促进玉米体内GSH与三氮苯类除草剂阿特拉津的轭合作用，从而迅速消除其对玉米的毒性。对玉米谷胱甘肽转移酶基因BZ2研究发现，BZ2编码的蛋白在花青素生物合成的最后一步起作用，最终使花色素在玉米的液泡内凝集。目前，在玉米中已经发现42个谷胱甘肽转移酶，根据序列的相似性分为三类类型I、II、III，其中绝大多数玉米谷胱甘肽转移酶基因的功能研究并没有报道。玉米谷胱甘肽转移酶ZmGST7，由227个氨基酸残基组成，其编码基因ZmGST7，由840个碱基组成，其编码序列为第25-708位碱基(GenBank AJ010440)。目前，并没有发现它具有促进植物生长和/或具有抗逆功能的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种促进植物生长和/或提高植物抗性的方法。本专利技术所提供的促进植物生长和/或提高植物抗性的方法，是将植物谷胱甘肽转移酶的编码基因导入目的植物，得到生长加快和/或抗性提高的转基因植株。所述植物谷胱甘肽转移酶可来源于玉米、拟南芥、盐地碱篷或水稻，优选为玉米，所述植物谷胱甘肽转移酶优选为ZmGST7。所述植物谷胱甘肽转移酶的编码基因通过植物表达载体导入目的植物；所述植物表达载体为Ti类质粒载体或病毒载体。所述植物谷胱甘肽转移酶的编码基因在构建到植物表达载体中时，在其转录起始核苷酸前可加上任何一种一般性启动子、增强启动子或诱导型启动子。在所述表达载体中，启动所述植物谷胱甘肽转移酶的编码基因转录的启动子可为花椰菜花叶病毒35S启动子。所述表达载体优选为35S-ZmGST7。在所述表达载体中，启动所述植物谷胱甘肽转移酶的编码基因转录的启动子还可为拟南芥rd29A基因启动子。所述表达载体优选为RD29AP-ZmGST7。为了便于对转基因植物或转基因植物细胞进行鉴定及筛选，可对所使用的载体进行加工，如加入可选择性标记(GUS基因、GFP和荧光素酶基因等)或具有抗性的抗生素标记基因(庆大霉素，卡那霉素等)。为了转基因植物释放的安全性，在构建植物表达载体时也可不携带任何标记基因，在苗期进行特定PCR分子标记筛选。含有所述植物谷胱甘肽转移酶的编码基因的表达载体可通过使用Ti质粒、Ri质粒、植物病毒载体、直接DNA转化、显微注射、电导、农杆菌介导或基因枪等常规生物学方法转化植物细胞或组织，并将转化的植物组织培育成植株。实验结果表明玉米基因ZmGST7在正常条件下可以促进转基因拟南芥的生长，并且在低浓度的渗透胁迫下能够提高植物抗性。本专利技术的方法对于培育新型耐逆园林植物和农作物具有重要实用价值和经济效益。附图说明图1A为35S-ZmGST7的BamHI、HindIII、Xhol分别酶切鉴定结果图1B为RD29AP-ZmGST7的EcoRI、NcoI、KpnI、SalI分别酶切鉴定结果具体实施方式下述实施例中的实验方法如无特别说明，均为常规方法。下述实施例中的百分含量，如无特别说明，均为质量百分含量。T0表示经过沾花侵染后的植株，T1表示T0代自交产生的种子及由它所长成的植株，T2表示T1代自交产生的种子及由它所长成的植株。实施例1、利用ZmGST7促进拟南芥生长和提高拟南芥抗性 1、转ZmGST7植株的获得(1)构建ZmGST7的植物表达载体所利用的含有ZmGST7克隆来自于用抑制差减杂交方法构建的差减文库。具体的文库构建方法均按照Clontech公司的PCR-selectTMcDNA Subtraction Kit试剂盒推荐的条件进行，得到的ZmGST7 cDNA片段连接到pGEM T-easy载体上(购于Promega公司)，并转化到DH5α大肠杆菌细胞。所有克隆经过测序后发现其中一个克隆包含完整的ZmGST7基因编码序列，命名为pGEM T-easy-ZmGST7。用EcoRI酶切pGEM T-easy-ZmGST7质粒，获得ZmGST7片段，将其连接到pGEM-7Zf(+)载体(购于Promega公司)的EcoRI识别位点间，经过基因方向的鉴定，用XbaI与SacI双酶切，得到两端含有XbaI与SacI酶切位点的ZmGST7片段，将此片段连接到用限制性内切酶XbaI和SacI去除GUS基因的pBI221(购于BioLabs公司)载体上的限制性内切酶XbaI和SacI的识别位点间，经限制性内切酶EcoRI和HindIII酶切鉴定，得到含有ZmGST7基因序列的重组载体pBI221-ZmGST7-35S。pBI221-ZmGST7-35S用PstI酶切，EcoRI部分酶切，得到含有35S启动子和NOS终止子的ZmGST7片段，最后将该片段连接到植物表达载体p3301上(p3301购自澳大利亚CAMBIA公司)的限制性内切酶PstI和EcoRI的识别位点间，再用BamHI、HindIII、Xhol分别酶切鉴定，酶切鉴定结果如图1A所示，BamHI酶切得到一条大小为13kb的条带；HindIII酶切得到一条大小为11.5kb的条带和一条2kb的条带；Xhol酶切得到一条大小为10.6kb的条带，一条1.8kb的条带和一条560bp的条带；表明得到结构正确的由花椰菜花叶病毒35S启动子启动ZmGST7转录的重组表达载体35S-ZmGST7。用NotI酶切pGEM T-easy-ZmGST7，获得ZmGST7片段，连接到pBluescriptIIKS/SK(+)(购于MBI Fermentas公司)载体的限制性内切酶NotI的识别位点间，经过基因方向的鉴定，用Xbal与SacI双酶切，得到两端含有Xbal与SacI酶切位点的ZmGST7片段，将此片段连接到用限制性内切酶Xbal与SacI去除GUS基因的pBI221(购于BioLabs公司)载体上的限制性内切酶Xbal与SacI的识别位点间，得到含有ZmGST7基因序列的重组载体pBI221-ZmGST7。用HindIII和Xbal酶切去除pBI221-ZmGST7载体的35S启动子。根据Yamaguchi Shinozaki等(MOL本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种促进植物生长和／或提高植物抗性的方法，是将植物谷胱甘肽转移酶的编码基因导入目的植物，得到生长加快和／或抗性提高的转基因植株。

【技术特征摘要】
1.一种促进植物生长和/或提高植物抗性的方法，是将植物谷胱甘肽转移酶的编码基因导入目的植物，得到生长加快和/或抗性提高的转基因植株。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述植物谷胱甘肽转移酶来源于玉米、拟南芥、盐地碱篷或水稻。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述植物谷胱甘肽转移酶来源于玉米。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述植物谷胱甘肽转移酶为ZmGST7。5.根据权利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于所述植物谷胱甘肽转移酶的编码基因通过植物表达载体导入...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国英，郑军，王建华，赵晋锋，曹永国，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]