一种耐镉相关基因GmNAC055及其编码蛋白与应用制造技术

本发明专利技术公开了一种耐镉相关基因GmNAC055及其编码蛋白与应用。本发明专利技术提供了一种蛋白，为如下(1)或(2)：(1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(2)将序列表中序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的由(1)衍生的蛋白质。本发明专利技术的实验证明了，将大豆耐镉胁迫相关基因GmNAC055超表于大豆中，可以减少镉离子向地上部的转运，从而提高转基因大豆对镉的耐受性，说明该蛋白可以为培育具有较强耐镉能力的转基因植物的研究奠定基础。

【技术实现步骤摘要】
一种耐镉相关基因GmNAC055及其编码蛋白与应用
本专利技术属于基因工程
，具体涉及一种耐镉相关基因GmNAC055及其编码蛋白与应用。
技术介绍
大豆起源于我国，有5000多年的种植历史。大豆是重要的粮油兼用作物，豆粕是动物饲料的主要蛋白质来源。是重要的经济作物，在世界范围内普遍种植，是人类食用油和植物蛋白的主要来源。随着我国经济和工业化的迅速发展，土壤中重金属污染已成为重要的环境问题之一。镉(Cd)污染问题已成为威胁土壤生态安全和制约农业可持续发展的重要因素。植物在长期的进化过程中，已经形成了一系列的镉耐受机制。这些耐受机制受到不同家族的基因调控，如Zip家族基因(韩佳慧,万思涛,俞娇,郭沁心,张意涵,陈志祥,朱诚,王飞娟.参与植物体内镉元素转运的植物锌铁转运蛋白ZIP研究进展[J].植物生理学报,2019,55(10):1449-1457.)、Nramp家族基因(Wang等OverexpressionofTtNRAMP6enhancestheaccumulationofCdinArabidopsis.Gene.2019；696:225-232.doi:10.1016/j.gene.2019.02.008)、ABC家族基因(Wang等EctopicExpressionofPoplarABCTransporterPtoABCG36ConfersCdToleranceinArabidopsisthaliana.IntJMolSci.2019；20(13):3293.Published2019Jul4.doi:10.3390/ijms20133293)和转录因子(Zhang等TheR2R3-MYBTranscriptionFactorMYB49RegulatesCadmiumAccumulation.PlantPhysiol.2019；180(1):529-542.doi:10.1104/pp.18.01380)等。NAC转录因子家族是一类重要的转录调控因子,在植物中普遍存在。NAC转录因子家族成员在生物胁迫和非生物胁迫中扮演重要的作用。在大豆中至少有139个NAC转录因子基因，是一个相对较大的基因家族(Hussain等，TheessenceofNACgenefamilytothecultivationofdrought-resistantsoybean(GlycinemaxL.Merr.)cultivars.BMCPlantBiol.2017；17(1):55.Published2017Feb28.doi:10.1186/s12870-017-1001-y)。不同的NAC转录因子基因的功能不同。大豆中，已经报道多个大豆NAC家族成员与调控叶片衰老(Pimenta等TheStress-InducedSoybeanNACTranscriptionFactorGmNAC81PlaysaPositiveRoleinDevelopmentallyProgrammedLeafSenescence.PlantCellPhysiol.2016；57(5):1098-1114.doi:10.1093/pcp/pcw059)、增强植物耐盐碱性(Cao等TheGlycinesojaNACtranscriptionfactorGsNAC019mediatestheregulationofplantalkalinetoleranceandABAsensitivity.PlantMolBiol.2017；95(3):253-268.doi:10.1007/s11103-017-0643-3)和参与调控抗旱性相关(Pereira等Transcriptionfactorsexpressedinsoybeanrootsunderdroughtstress.GenetMolRes.2011；10(4):3689-3701.Published2011Oct21.doi:10.4238/2011.October.21.5)。但是，截至目前在大豆中还没有报道与耐镉胁迫相关基因被筛选和鉴定出来。因此，从大豆中筛选、鉴定并克隆与耐镉胁迫相关基因具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种蛋白。本专利技术提供的蛋白，命名为蛋白GmNAC055，为如下(1)或(2)：(1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(2)将序列表中序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的由(1)衍生的蛋白质。编码上述蛋白的核酸分子也是本专利技术保护的范围。上述核酸分子是如下1)-3)中任一种的DNA分子：1)编码区为序列表中序列1所示的DNA分子；2)在严格条件下与1)限定的DNA序列杂交且编码具有相同功能蛋白质的DNA分子；3)与1)限定的DNA序列至少具有70％、至少具有75％、至少具有80％、至少具有85％、至少具有90％、至少具有95％、至少具有96％、至少具有97％、至少具有98％或至少具有99％同源性且编码具有相同功能蛋白质的DNA分子。含有上述核酸分子的重组载体、表达盒或重组菌也是本专利技术保护的范围。上述蛋白、上述核酸分子或上述的重组载体、表达盒或重组菌在调控植物耐逆性中的应用也是本专利技术保护的范围。上述蛋白、上述核酸分子或上述的重组载体、表达盒或重组菌在培育高耐逆性植物中的应用也是本专利技术保护的范围。上述应用中，所述耐逆性为耐重金属性；和/或，所述耐重金属性为对镉的耐受性。本专利技术另一个目的是提供一种培育耐逆性提高的转基因植物的方法。本专利技术提供的方法，为如下1)或2)：1)所述的方法包括如下步骤：提高目的植物中上述蛋白的含量和/或活性，得到转基因植物；2)所述的方法包括如下步骤：提高目的植物中编码上述蛋白的核酸分子的表达，得到转基因植物；所述转基因植物的耐受性高于所述目的植物。上述方法中，所述提高目的植物中上述蛋白的含量和/或活性，或，提高目的植物中编码上述蛋白的核酸分子的表达，均通过将上述核酸分子导入目的植物实现。上述方法中，所述耐逆性为耐重金属性；和/或，所述耐重金属性为对镉的耐受性。所述转基因植物的对镉的耐受性高于所述目的植物，具体体现：在镉胁迫下，与目的植物相比，转基因植物叶片皱缩程度减小、茎长增加、植物根中镉离子含量增加、植物地上部中镉离子含量减少和/或减少镉离子向植物地上部的转运。本专利技术的有益效果如下：(1)本专利技术所供的大豆耐镉胁迫相关基因GmNAC055，位于大豆第11号染色体，读码框长度为909bp，编码302个氨基酸；在镉胁迫条件下华夏3号大豆材料中大豆耐镉胁迫相关基因GmNAC055表达显著上调。利用任何一种引导外源基因在植物中表达的载体，如pTF101.1-GmNAC055，将本专利技术GmNAC055基因导入植物细胞，可获得耐镉胁迫能力显著提高的转基因植株。与对照相比，在镉胁迫下，过表达GmNAC055本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蛋白，为如下(1)或(2)：/n(1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；/n(2)将序列表中序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的由(1)衍生的蛋白质。/n

【技术特征摘要】
1.一种蛋白，为如下(1)或(2)：
(1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；
(2)将序列表中序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的由(1)衍生的蛋白质。


2.编码权利要求1所述蛋白的核酸分子。


3.根据权利要求2所述的核酸分子，其特征在于：
所述核酸分子是如下1)-3)中任一种的DNA分子：
1)编码区为序列表中序列1所示的DNA分子；
2)在严格条件下与1)限定的DNA序列杂交且编码具有相同功能蛋白质的DNA分子；
3)与1)限定的DNA序列至少具有70％、至少具有75％、至少具有80％、至少具有85％、至少具有90％、至少具有95％、至少具有96％、至少具有97％、至少具有98％或至少具有99％同源性且编码具有相同功能蛋白质的DNA分子。


4.含有权利要求2或3所述核酸分子的重组载体、表达盒或重组菌。


5.权利要求1所述蛋白、权利要求2或3所述核酸分子或权利要求4所述的重组载体、表达盒或重组菌在调控植物耐逆性中...

【专利技术属性】
技术研发人员：年海，冼沛琪，蔡占东，汪欢，马启彬，程艳波，连腾祥，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44