棉花GH_D03G1517基因在促进抗旱和耐盐中的应用制造技术

本发明专利技术公开了棉花GH_D03G1517基因在促进植物抗旱和耐盐中的应用，属于植物基因工程技术领域。GH_D03G1517基因具有SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列并可编码SEQ ID NO:2所示氨基酸序列。利用本发明专利技术，可为植物尤其是棉花的抗逆分子改良进行技术支持。分子改良进行技术支持。分子改良进行技术支持。

【技术实现步骤摘要】
棉花GH_D03G1517基因在促进抗旱和耐盐中的应用


[0001]本专利技术属于植物基因工程
，具体地，涉及棉花GH_D03G1517基因在促进抗旱和耐盐中的应用。

技术介绍

[0002]在全球范围内影响作物生产的主要胁迫是非生物胁迫，例如：高温、盐和缺水。这些胁迫中最重要的因素是干旱和盐胁迫，它们对农业和粮食供应产生重大影响，并造成作物生产力的重大损失。植物通过使用特定而复杂的信号传导机制来应对外部胁迫，包括代谢产物的积累，与压力有关的基因表达，渗透压和抗氧化剂的合成，根系的发育和蒸腾作用，调节流失到大气中的水分，从而成功地实现了代谢，生理以及形态变化。
[0003]棉花是一种重要的纤维作物，在全球纺织行业中应用广泛。在世界上受到非生物胁迫影响的地区，维持棉花产量正增长的主要方法之一是挖掘关键基因以提高抗逆性。然而，目前关于棉花抗逆性尤其是抗旱和耐盐基因的研究仍然不足。

技术实现思路

[0004]专利技术人通过对棉花中一个MAPK的A组成员GH_D03G1517基因进行鉴定和特性分析，结合荧光定量、转化拟南芥和VIGS试验等结果表明，GH_D03G1517基因在棉花抗旱和耐盐中具有重要作用，可用于棉花抗逆分子改良。从而完成本专利技术。
[0005]本专利技术提供了GH_D03G1517基因在促进植物抗旱和耐盐中的应用，所述GH_D03G1517基因具有SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列。
[0006]GH_D03G1517基因的开放阅读框为1128bp。
[0007]在本专利技术的一些实施方案中，SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列能够编码SEQ ID NO:2所示氨基酸序列。包括该氨基酸序列的蛋白的相对分子量为43.018kDa，等电点为5.677。
[0008]在本专利技术的一些实施方案中，在植物中提高GH_D03G1517基因的表达量，以促进植物抗旱和耐盐。
[0009]在本专利技术的一些具体实施方案中，所述的在植物中提高GH_D03G1517基因的表达量是通过如下方法实现：提高植物内源GH_D03G1517基因的表达，或在植物中过表达外源GH_D03G1517基因。
[0010]在本专利技术的一个具体要求实施方案中所述过表达外源GH_D03G1517基因是指将所述GH_D03G1517基因利用植物表达载体，经农杆菌介导转化到植物中进行表达。
[0011]进一步地，所述GH_D03G1517基因通过植物表达载体导入植物细胞、组织或器官。
[0012]更进一步地，所述植物表达载体通过一种组成型或诱导型启动子驱动所述GH_D03G1517基因的表达。
[0013]再进一步地，所述组成型启动子是35S启动子。
[0014]在本专利技术中，所述促进开花是指促使植物开花期提前。
[0015]在本专利技术中，所述植物是棉花、玉米、水稻、小麦或拟南芥。
[0016]本专利技术的有益效果
[0017]本专利技术通过沉默棉花中GH_D03G1517基因，结果表明GH_D03G1517基因在促进棉花抗旱和耐盐方面可能具有关键作用。利用本专利技术，可为植物尤其是棉花的抗逆分子改良进行技术支持。
附图说明
[0018]图1示出了：干旱和盐胁迫条件下，GH_D03G1517超表达株系的生理参数评估：Ⅰ.干旱和盐处理前后过表达系和WT植株的表型特征。Ⅱ.胁迫8d后，WT和过表达株系叶片(A)叶片相对含水量(RLWC)，(B)离体叶片失水(ELWL)，(C)离子渗漏，(D)叶绿素II含量的定量测定。每个实验重复三次，误差线表明标准差(SD)，柱上不同的字母表明统计学显著性差异(ANOVA,P<0.05)。WT：野生型，L2、L6、L8：超表达株系。
[0019]图2示出了：干旱和盐胁迫条件下，GH_D03G1517转基因株系氧化剂和抗氧化剂浓度水平的测定：胁迫8d后，野生型和过表达系的叶片(A)丙二醛(MDA)的定量测定，(B)过氧化氢(H2O2)浓度的定量测定，(C)过氧化氢酶(CAT)含量的定量测定，(D)过氧化物酶(POD)的定量测定。每个实验重复三次，误差线表明标准差(SD)，柱上不同的字母表明统计学显著性差异(ANOVA,P<0.05)。WT：野生型，L2、L6、L8：超表达株系。
[0020]图3示出了：GH_D03G1517超表达株系(L2、L6和L8)和野生型拟南芥中非生物胁迫应答基因(ABF4、KIN1、RAB18和RD22)的表达水平。AtACTIN2作为管家基因。字母a/b表示统计上的显著性差异(ANOVA,P<0.05)。误差线表示3个生物重复的标准差(SD)。
[0021]图4示出了：PEG处理下野生型和GH_D03G1517超表达株系萌发率和根系生长情况。定量种子萌发(A)1/2MS琼脂，(B)8％PEG平板，(C)10％PEG平板，(D)15％PEG平板，每个实验重复三次，每个测量值代表50粒种子的平均萌发率
±
SD。(E)种子在添加了0、8％、10％和15％PEG的1/2MS上萌发7天后的萌发情况。将在1/2MS培养基上生长3天的幼苗转移到含有0、8％、10％和15％PEG的培养基上生长7天后(F)野生型和GH_D03G1517超表达株系根系生长情况，(G)根系伸长的对比，每个实验重复三次，比例尺2cm，每个测量值代表50棵幼苗的平均根长，误差线表明标准差(SD)，柱上不同的字母表明统计学显著性差异(ANOVA,P<0.05)。
[0022]图5示出了：盐处理下野生型和GH_D03G1517超表达株系萌发率和根系生长情况。定量种子萌发(A)1/2MS琼脂，(B)50mM平板，(C)75mM平板，(D)100mM平板，每个实验重复三次，每个测量值代表50粒种子的平均萌发率
±
SD。(E)种子在添加了0、50mM、75mM和100mM NaCl的1/2MS上萌发7天后的萌发情况。将在1/2MS培养基上生长3天的幼苗转移到含有0、50mM、75mM和100mM NaCl的培养基上(F)野生型和GH_D03G1517超表达株系根系生长情况，(G)生长7天后根系伸长的对比，每个实验重复三次，比例尺2cm，每个测量值代表50棵幼苗的平均根长，误差线表明标准差(SD)，柱上不同的字母表明统计学显著性差异(ANOVA,P<0.05)。
[0023]图6示出了：GH_D03G1517提高了拟南芥整个生长周期内的耐旱性。(A
‑
B)在一个完整的生长周期内转GH_D03G1517基因拟南芥耐旱性分析，比例尺4cm。(C)转GH_D03G1517基因和野生型拟南芥在干旱处理和空白对照条件下的果荚长度。(D
‑
F)在干旱处理和空白对
照条件下测量了35S:GH_D03G1517和WT植株的茎长、果荚长和单株果荚数。每个实验重复三次。误差线表明标准误差(SD)，柱上不同的字母本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.GH_D03G1517基因在促进植物抗旱和耐盐中的应用，其特征在于，所述GH_D03G1517基因具有SEQ ID NO: 1所示的核苷酸序列。2.权利要求1所述基因编码的多肽在促进植物抗旱和耐盐中的应用，其特征在于，所述多肽具有SEQ ID NO: 2所示氨基酸序列。3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：在植物中提高GH_D03G1517基因的表达量，以促进植物抗旱和耐盐。4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述的在植物中提高GH_D03G1517基因的表达量是通过如下方法实现：提高植物内源GH_D03G1517基因的表达，或在植物中过表达外源GH_D03G1517基因。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：马亮，魏恒玲，喻树迅，王寒涛，付小康，喻晓云，芦建华，
申请(专利权)人：中国农业科学院棉花研究所，
类型：发明
国别省市：