桃氰丙氨酸合成酶基因在提高植物耐盐性方面的应用制造技术

本发明专利技术涉及桃氰丙氨酸合成酶基因在提高植物耐盐性方面的应用，所述桃氰丙氨酸合成酶基因的序列为SEQ ID NO：1。本发明专利技术发现过表达桃氰丙氨酸合成酶基因(PpCAS1)能够有效的增强转基因植株的活性氧清除能力，从而提高了植株的耐盐性，可应用于桃种植领域，提高种植收益，降低种植成本。

【技术实现步骤摘要】
桃氰丙氨酸合成酶基因在提高植物耐盐性方面的应用
本专利技术属于桃耐盐相关基因领域，特别涉及桃氰丙氨酸合成酶基因在提高植物耐盐性方面的应用。
技术介绍
桃[Prunuspersica(L.)Batsch]，蔷薇科，原产于我国西北地区，是我国栽培历史悠久分布区域广泛的主要果树之一。近年来我国桃树栽培面积稳步发展，桃产量和消费量均处于世界领先地位(USDA2017)。桃树根系在土壤中分布较浅，且需氧量较高，植株的生长发育很容易受到各种环境因素的影响，如盐碱，干旱，涝害等。因此，发掘抗逆基因资源，创制抗性强的种质资源和培育优良的抗逆新品种，成为了桃产业健康可持续发展的重要因素。土壤盐渍化是当今世界农业生产中最主要的环境限制因子之一，严重影响植物的种子萌发、作物生长发育和产量。高浓度盐碱环境对植物体细胞内的离子平衡产生破坏，使植物呈现离子中毒症状，同时会产生严重的渗透胁迫，氧化胁迫，影响植物细胞的吸水能力，降低植株光合效率。最后，盐胁迫逆境产生的负面影响会导致植物体整个生理及代谢过程发生紊乱，严重时将造成植物死亡(Zhu2002)。植物在漫长的生物进化过程中逐渐演变出一系列复杂的响应机制来应对环境中的盐胁迫，主要包括离子平衡的重建、细胞内渗透水平的调节及活性氧的清除等(Zhu2001；YangandGuo2018)。β-氰丙氨酸合成酶(β-cyanoalaninesynthase,CAS)是高等植物氰化物同化途径中的关键酶，氰化物在β-氰丙氨酸合成酶作用下与半胱氨酸结合形成β-氰丙氨酸，同时释放硫化氢，接着β-氰丙氨酸在兼具腈水解酶(nitrilase)和腈水合酶(nitrilehydratase)的NIT4作用下产生天冬酰胺或天冬氨酸和氨气(Garcíaetal.2010)。氰化物经同化途径最终产生氨基酸可供植物生长发育(Machinguraetal.2016)。前人研究表明：β-氰丙氨酸合成酶在植物应对非生物胁迫中发挥重要的作用，如Liang发现烟草在干旱胁迫下，利用同工酶技术发现β-氰丙氨酸合成酶活性显著提高(Liang2003)。拟南芥β-氰丙氨酸合成酶缺失突变体对水分亏缺更加敏感(Machinguraetal.2013)。Yu等超表达烟草中β-氰丙氨酸合成酶基因，发现可以提高植株的耐盐性(Yuetal.2020)。桃属于典型的多年生木本生氰植物，与模式植物拟南芥、烟草等亲缘关系较远。目前，在桃中还未曾有过β-氰丙氨酸合成酶基因的相关报道。因此，深入研究桃中β-氰丙氨酸合成酶基因在抗逆方面的功能具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的所要解决的技术问题是提供桃氰丙氨酸合成酶基因在提高植物耐盐性方面的应用。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：桃氰丙氨酸合成酶基因在提高植物耐盐性方面的应用，所述桃氰丙氨酸合成酶基因的序列为SEQIDNO：1。本专利技术的有益效果为：本专利技术发现过表达桃氰丙氨酸合成酶基因(PpCAS1)能够有效的增强转基因植株的活性氧清除能力，从而提高了植株的耐盐性，可应用于桃种植领域，提高种植收益，降低种植成本。附图说明图1是本专利技术的方法流程示意图；图2是桃β-氰丙氨酸合成酶基因PpCAS1与梅，苹果，拟南芥等植物氨基酸序列对比结果构建的进化树图；图3是本专利技术实施例2中PpCAS1基因在盐，脱水，低温和ABA处理下的表达示意图；图4是本专利技术实施例3中PpCAS1蛋白亚细胞定位结果图；图5是本专利技术实施例4中PpCAS1转基因烟草植株的获得流程图；图6是本专利技术实施例5转PpCAS1的编码基因株系及野生型(WT)氯化钠处理前后的表型和生理指标测定图；图7是本专利技术实施例5中的PpCAS1沉默植株(pTRV-1，pTRV-2)及对照植株(WTp)盐处理前后表型观察及相关生理指标测定结果；图8是本专利技术实施例5提供的转PpCAS1的编码基因烟草和利用病毒介导的VIGS技术瞬时沉默PpCAS1桃组织化学染色分析H2O2和O2-积累结果图，；图9是本专利技术实施例5提供的转PpCAS1的编码基因烟草和利用病毒介导的VIGS技术瞬时沉默PpCAS1桃中抗氧化酶活性测定结果图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。以下通过实验对桃PpCAS1基因提高桃植株耐盐性的效果进行验证。一、桃PpCAS1序列分析及基因全长cDNA的克隆1、PpCAS1基因序列分析用拟南芥中已经通过功能验证的β-氰丙氨酸合成酶的蛋白序列，通过蛋白序列BLAST在桃基因组中找到同源性最高的序列，具体氨基酸序列如下所示：MAALRSFLKKRSTLLCNEAVRKRLFSTQVSQPIIDSPSFAQRVRNLPKDLPGTHVKTEVSQLIGRTPIVYLNKVTEGCGAYIAVKQEMFQPTSSIKDRPALSMINDAEKKGLITPGKTVLVEPTSGNMGISMAFMAAMRGYKMVLTMPSYTSLERRVCMRAFGAELILTDPARGMGGTVKKAYDLLESTPNAHMLQQFSNPANTRVHFETTGPEIWEDTDGQVDIFIMGIGSGGTVSGVGQYLKSKNPNVQIYGVEPAESNVLNGGKPGPHLITGNGVGFKPDILDLDVMDRVIEVKSDDAVKMARRLALEEGLMVGISSGANTVAAIELAKKPENKGKLIVTVHPSFGERYLSSVLFEELRKEAENMQPVSVD具体核苷酸序列如下所示：ATGGCGGCCTTGAGGAGCTTTCTGAAGAAAAGATCCACTTTGCTCTGCAATGAAGCCGTGAGAAAGAGACTCTTCTCAACCCAAGTGAGCCAACCCATCATTGATTCTCCATCTTTTGCTCAGAGGGTCAGAAACCTTCCTAAGGATCTTCCTGGAACCCACGTCAAAACAGAAGTCTCCCAACTCATTGGTAGAACTCCCATTGTCTATCTCAACAAAGTCACTGAAGGATGTGGAGCTTATATAGCTGTCAAGCAAGAGATGTTTCAACCCACCTCTAGCATCAAAGACAGACCAGCACTTTCAATGATCAACGATGCAGAAAAGAAAGGCTTGATAACTCCTGGCAAGACAGTACTGGTGGAGCCAACATCAGGAAATATGGGAATCAGCATGGCTTTTATGGCAGCCATGAGAGGGTATAAAATGGTTCTCACTATGCCGTCTTACACAAGCTTGGAGAGAAGGGTGTGTATGAGAGCCTTTGGAGCTGAATTAATTCTCACTGATCCAGCCAGGGGGATGGGAGGAACTGTTAAGAAGGCTTATGATCTTCTGGAATCCACACCAAATGCTCATATGCTCC本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.桃氰丙氨酸合成酶基因在提高植物耐盐性方面的应用，其特征在于，所述桃氰丙氨酸合成酶基因的序列为SEQ ID NO：1。/n

【技术特征摘要】
1.桃氰丙氨酸合成酶基因在提高植物耐盐性方面的应用，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘军伟，沈婉琪，李国怀，朱炜，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42