箭舌豌豆谷氨酰半胱氨酸合成酶基因的应用制造技术

本发明专利技术公开了箭舌豌豆谷氨酰半胱氨酸合成酶基因的应用，所述箭舌豌豆谷氨酰半胱氨酸合成酶基因的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示；箭舌豌豆谷氨酰半胱氨酸合成酶的氨基酸序列如SEQ ID No.2所示。本发明专利技术发现，体内过表达箭舌豌豆谷氨酰半胱氨酸合成酶基因的拟南芥与野生型拟南芥相比，镉耐性显著提高，说明该基因可以调控植物的镉耐性，因此可将箭舌豌豆谷氨酰半胱氨酸合成酶，及编码该合成酶的基因应用于农作物的基因工程遗传育种，可作为一种高效的作物镉污染防治方法。效的作物镉污染防治方法。效的作物镉污染防治方法。

【技术实现步骤摘要】
箭舌豌豆谷氨酰半胱氨酸合成酶基因的应用


[0001]本专利技术属于植物基因工程
，特别是涉及一种箭舌豌豆谷氨酰半胱氨酸合成酶(Vsγ
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ECS)、以及箭舌豌豆谷氨酰半胱氨酸合成酶基因，以及插入有箭舌豌豆谷氨酰半胱氨酸合成酶基因的过表达载体在提高植物镉耐性中的应用。

技术介绍

[0002]镉(Cd)是土壤和水体中常见的重金属污染物，Cd在水
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土壤
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植物系统中迁移能力极强，易在大米、小麦、玉米、蔬菜及牧草中积累(WHO，2011)，随着食物链的传递，最终会在人体内不断的富集。因此，长期暴露在低水平的Cd环境中也会对人体健康造成严重的威胁。
[0003]Cd污染农田治理是降低作物Cd积累的有效措施。通过化学淋洗、客土覆盖、异地填埋、电动修复、化学固定、生物炭吸附等物理化学方法修复Cd污染土壤虽然效果明显，但是存在成本高、过程复杂、设备和技术要求高、容易引发二次污染等问题(曹晨昊等，2019)。因此，寻找更加合理高效的作物Cd污染防治方法成为降低食品Cd风险的重要研究方向。
[0004]植物修复是一种利用植物提取土壤中污染物的方法，具有投资少、效率高、易操作且无二次污染等优点，被广泛应用到重金属污染土壤的修复中，而提高植物的镉耐性和积累是实现镉污染土壤植物修复的重要因素。因此，探究和阐明植物Cd吸收和分配机制，发掘该过程中潜在的关键基因是Cd污染土壤植物修复基础和必要前提。

技术实现思路

[0005]基于此，本专利技术的目的之一是提供一种箭舌豌豆谷氨酰半胱氨酸合成酶基因在提高植物抗逆性，尤其是镉耐性中的应用，以及在改良植物对镉的耐受性的遗传育种中的应用。
[0006]实现上述专利技术目的的具体技术方案如下：
[0007]箭舌豌豆谷氨酰半胱氨酸合成酶基因在提高植物抗逆性中的应用，所述基因为如SEQ ID No.1所示的核苷酸序列；或为与SEQ ID No.1互补配对的核苷酸序列；或为编码氨基酸序列如SEQ ID No.2的核苷酸序列。
[0008]箭舌豌豆谷氨酰半胱氨酸合成酶基因在提高植物镉耐性中的应用，所述基因为如SEQ ID No.1所示的核苷酸序列；或为与SEQ ID No.1互补配对的核苷酸序列；或为编码氨基酸序列如SEQ ID No.2的核苷酸序列。
[0009]箭舌豌豆谷氨酰半胱氨酸合成酶基因在改良植物对镉的耐受性的遗传育种中的应用，所述基因为如SEQ ID No.1所示的核苷酸序列；或为与SEQ ID No.1互补配对的核苷酸序列；或为编码氨基酸序列如SEQ ID No.2的核苷酸序列。
[0010]本专利技术的另一目的是提供一种箭舌豌豆谷氨酰半胱氨酸合成酶在提高植物抗逆性，尤其是镉耐性中的应用，以及在改良植物对镉的耐受性的遗传育种中的应用。
[0011]实现上述专利技术目的的具体技术方案如下：
[0012]一种箭舌豌豆谷氨酰半胱氨酸合成酶在提高植物抗逆性中的应用，所述箭舌豌豆
谷氨酰半胱氨酸合成酶的氨基酸序列如SEQ ID No.2所示；或如SEQ ID No.2所示的氨基酸序列经取代、缺失和/或添加一个或多个氨基酸，但蛋白活性相同。
[0013]一种箭舌豌豆谷氨酰半胱氨酸合成酶在提高植物镉耐性中的应用，所述箭舌豌豆谷氨酰半胱氨酸合成酶的氨基酸序列如SEQ ID No.2所示；或如SEQ ID No.2所示的氨基酸序列经取代、缺失和/或添加一个或多个氨基酸，但蛋白活性相同。
[0014]箭舌豌豆谷氨酰半胱氨酸合成酶在改良植物对镉的耐受性的遗传育种中的应用，所述箭舌豌豆谷氨酰半胱氨酸合成酶的氨基酸序列如SEQ ID No.2所示；或如SEQ ID No.2所示的氨基酸序列经取代、缺失和/或添加一个或多个氨基酸，但蛋白活性相同。
[0015]本专利技术还提供了一种过表达载体，该过表达载体可以提高植物的镉耐性，以及改良植物对镉的耐受性。
[0016]实现上述专利技术目的的具体技术方案如下：
[0017]插入有箭舌豌豆谷氨酰半胱氨酸合成酶基因的过表达载体，所述基因为如SEQ ID No.1所示的核苷酸序列；或为与SEQ ID No.1互补配对的核苷酸序列；或为编码氨基酸序列如SEQ ID No.2的核苷酸序列。
[0018]在其中一些实施例中，所述过表达载体为pCAMBIA1304
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Vsγ
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ECS。
[0019]本专利技术还提供了一种提高植物镉耐性的生物制剂。
[0020]实现上述专利技术目的的具体技术方案如下：
[0021]一种提高植物镉耐性的生物制剂，所述生物制剂的活性成分来源于插入有箭舌豌豆谷氨酰半胱氨酸合成酶基因的过表达载体，或其活性成分含有调控箭舌豌豆谷氨酰半胱氨酸合成酶基因表达的生物制品，所述基因为如SEQ ID No.1所示的核苷酸序列；或为与SEQ ID No.1互补配对的核苷酸序列；或为编码氨基酸序列如SEQ ID No.2的核苷酸序列。
[0022]本专利技术还提供了一种调控植物镉耐性的方法。
[0023]实现上述专利技术目的的具体技术方案如下：
[0024]一种调控植物镉耐性的方法，该方法包括调控箭舌豌豆谷氨酰半胱氨酸合成酶基因的表达，所述基因为如SEQ ID No.1所示的核苷酸序列；或为与SEQ ID No.1互补配对的核苷酸序列；或为编码氨基酸序列如SEQ ID No.2的核苷酸序列。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0026]本专利技术将箭舌豌豆幼苗的总RNA反转录成cDNA，以cDNA为模板，扩增得到编码箭舌豌豆谷氨酰半胱氨酸合成酶Vsγ
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ECS的基因；再将该基因克隆到pCAMBIA1304载体上，得到过表达载体，经农杆菌转化拟南芥，获得转基因拟南芥植株，体内过表达Vsγ
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ECS基因的拟南芥与野生型拟南芥相比，镉耐性显著提高，说明该基因可以调控植物的镉耐性，因此可将箭舌豌豆谷氨酰半胱氨酸合成酶，及编码该合成酶的基因应用于农作物的基因工程遗传育种，可作为一种高效的作物镉污染防治方法。
附图说明
[0027]图1为本专利技术实施例2中箭舌豌豆Vsγ
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ECS基因在不同组织中的相对表达量比较。
[0028]图2为本专利技术实施例2中提取自箭舌豌豆根部组织的Vsγ
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ECS基因在镉诱导0～96小时的表达量。
[0029]图3为本专利技术实施例3中过表达Vsγ
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ECS基因的转基因拟南芥阳性苗的PCR扩增图
谱。
[0030]图4为本专利技术实施例4中在镉处理下过表达Vsγ
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ECS基因的转基因拟南芥植株表型分析以及根长和鲜重比较；其中，A为表型分析；B为根长对比图；C为鲜重对比图。
具体实施方式
[0031]为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述。本专利技术可以以许多不同的形式来本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种箭舌豌豆谷氨酰半胱氨酸合成酶基因，其特征在于，所述基因为如SEQ ID No.1所示的核苷酸序列；或为与SEQ ID No.1互补配对的核苷酸序列；或为编码氨基酸序列如SEQ ID No.2的核苷酸序列。2.一种箭舌豌豆谷氨酰半胱氨酸合成酶，其特征在于，所述箭舌豌豆谷氨酰半胱氨酸合成酶的氨基酸序列如SEQ ID No.2所示；或如SEQ ID No.2所示的氨基酸序列经取代、缺失和/或添加一个或多个氨基酸，但蛋白活性相同。3.插入有权利要求1所述的箭舌豌豆谷氨酰半胱氨酸合成酶基因的过表达载体。4.根据权利要求3所述的过表达载体，其特征在于，所述过表达载体为pCAMBIA1304
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Vsγ
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ECS。5.权利要求1所述的箭舌豌豆谷氨酰半胱氨酸合成酶基因，或权利要求2所述的箭舌豌豆谷氨酰半胱氨酸合成酶，或权利要求3或4所述的过...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兴兴，安玉兴，卢颖林，孙东磊，陈丽娟，
申请(专利权)人：广东省科学院生物工程研究所，
类型：发明
国别省市：