棉花基因GhGTG1在植物耐冷胁迫方面的应用制造技术

本发明专利技术公开了棉花基因GhGTG1在提高植物耐冷胁迫能力上的应用，所述棉花基因GhGTG1的基因ID是Gh_A02G1206。本发明专利技术通过转基因技术获得的转GhGTG1基因的拟南芥纯合系对冷胁迫的耐受性显著提高通以及VIGS技术获得GhGTG1基因沉默棉花植株对冷胁迫的耐受性显著降低，通过冷处理后表型变化、发芽率统计、根长伸长量的比较、逆境胁迫响应基因的表达分析、离子电导率测定、离体叶片失水率测定、叶片相对含水量测定、抗氧化酶活性和氧化剂含量测定等双向验证。以上结果说明，GhGTG1在植物冷胁迫响应过程中扮演重要角色。应过程中扮演重要角色。应过程中扮演重要角色。

【技术实现步骤摘要】
棉花基因GhGTG1在植物耐冷胁迫方面的应用


[0001]本专利技术涉及基因工程领域，具体地说，涉及一种棉花基因GhGTG1在植物耐冷胁迫方面的新应用。

技术介绍

[0002]植物在生长发育的过程中不可避免的遭遇各种非生物和生物胁迫。其中，冷胁迫是影响植物生长发育和限制地域分布的重要影响因素之一。植物在遭受连续或短暂的冷胁迫后，植物细胞内相关生理生化代谢活动受到影响，光合作用受到抑制，最终导致植物生长发育缓慢，产量降低，品质下降。植物已经发展出一系列复杂的胁迫响应机制来增强对各种非生物和生物胁迫的耐受性。诱导各种胁迫相关基因被认为是植物为增强它对胁迫因子的适应性而采用的机制之一。
[0003]植物处于冷胁迫条件下会导致细胞膜流动性降低，细胞失水，渗透压升高，诱导植物的应激反应，产生次生代谢物以参与生物和非生物胁迫下的保护功能。ABA是植物最重要的次生代谢物之一，在植物生长发育和响应逆境胁迫等方面发挥重要作用。当植物受到外界冷胁迫时，植物中的ABA含量迅速增加，导致气孔关闭和诱导应激基因表达以应对应激反应。研究发现，G蛋白偶联受体型(G Protein
‑
Coupled Receptor,GPCR)蛋白是ABA受体。棉花基因GhGTG1的基因ID为Gh_A02G1206，该基因的CD
S
全长为1407bp，分布于细胞膜。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的是提供了一种棉花基因GhGTG1在植物耐冷胁迫方面的新应用，拓展基因GhGTG1的应用范围。
[0005]本专利技术的技术方案为：棉花基因GhGTG1在提高植物耐冷能力上的应用，所述棉花基因GhGTG1的CDS序列如SEQ ID No.1所示。
[0006]进一步地，所述应用为在植物中过表达棉花基因GhGTG1，从而提高植物耐冷能力。
[0007]本专利技术还公开了一种提高植物耐冷能力的方法，将外源基因利用植物表达载体经农杆菌介导转化到植物中获得耐冷的转基因植物；所述外源基因核苷酸序列如SEQ ID No.1所示或与SEQ ID No.1编码相同蛋白的简并序列。
[0008]本专利技术的优点及积极效果为：
[0009]本专利技术通过转基因技术获得的转GhGTG1基因的拟南芥纯合系对冷胁迫的耐受性显著提高以及VIGS技术获得GhGTG1基因沉默棉花植株，通过冷处理后表型变化、发芽率统计、根长伸长量的比较、逆境胁迫响应基因的表达分析、离子电导率测定、离体叶片失水率测定、叶片相对含水量测定、抗氧化酶活性和氧化剂含量测定等双向验证。以上结果说明，GhGTG1在植物耐冷胁迫中扮演重要角色。
附图说明
[0010]图1是本专利技术实施例提供的转GhGTG1拟南芥T1和T2代的筛选情况。A：PCR检测T1代
转基因拟南芥的转化结果，M为Marker 2000，3
‑
11为转化系，1为空白对照(H2O)，2为阴性对照(WT)；B:通过qRT
‑
PCR分析T2代转基因拟南芥中GhGTG1的表达水平。
[0011]图2是本专利技术实施例提供的在0，0.5，1和2μM ABA条件下野生型(WT)和转GhGTG1基因系(OE
‑
12，OE
‑
18和OE
‑
25)根长及萌发率比较分析。其中A、B分别为发芽表型及发芽率数据统计，C、D分别为根长表型和根长伸长量变化。
[0012]图3是本专利技术实施例提供的在4℃和正常条件下(23℃)条件下野生型(WT)和转GhGTG1基因系(OE
‑
12，OE
‑
18和OE
‑
25)根长和萌发率比较分析。其中A、B分别为发芽表型及发芽率数据统计，C、D分别为根长表型和根长伸长量变化。
[0013]图4是本专利技术实施例提供的野生型和转GhGTG1基因拟南芥在冷胁迫下的生理特性。A：冷胁迫下野生型和转基因系的表型；B:冷胁迫下野生型和转基因系存活率；C:冷胁迫下野生型和转基因系中GhGTG1基因表达量变化；D：冷胁迫下野生型和转基因系的离子电导率；
[0014]图5是本专利技术实施例提供的冷胁迫下转基因系H2O2和MDA的含量示意图。
[0015]图6是本专利技术实施例提供的野生型和转基因拟南芥中抗氧化酶SOD、CAT活性示意图。
[0016]图7是本专利技术实施例提供的野生型和转基因拟南芥中逆境胁迫响应基因(AtGOLS3，AtLTI78，AtDREB2A和AtERD10)的表达水平示意图。
[0017]图8是本专利技术实施例提供的冷胁迫下野生型和转基因拟南芥台盼蓝和DAB染色结果示意图。
[0018]图9是本专利技术实施例提供的对棉花植株进行VIGS注射后白化植株表型以及基因沉默后野生型、空载和基因沉默植株中基因表达量示意图。
[0019]图10是本专利技术实施例提供的对进行VIGS注射植株进行冷胁迫处理后表型变化示意图。
[0020]图11是本专利技术实施例提供的对进行VIGS注射植株生理指标的测定。A：冷胁迫前后WT、TRV2:00、TRV2:GhGTG1棉花植株离体叶片失水率测定；B:冷胁迫前后WT、TRV2:00、TRV2:GhGTG1棉花植株离子渗透率测定；C:冷胁迫前后WT、TRV2:00、TRV2:GhGTG1棉花植株叶片相对含水量测定；D：冷胁迫前后WT、TRV2:00、TRV2:GhGTG1棉花植株叶绿素含量测定；
[0021]图12是本专利技术实施例提供的对进行VIGS注射植株生化指标的测定。A：冷胁迫前后WT、TRV2:00、TRV2:GhGTG1棉花植株CAT含量示意图；B:冷胁迫前后WT、TRV2:00、TRV2:GhGTG1棉花植株SOD含量示意图；C:冷胁迫前后WT、TRV2:00、TRV2:GhGTG1棉花植株H2O2含量示意图；D:冷胁迫前后WT、TRV2:00、TRV2:GhGTG1棉花植株MDA含量示意图；
[0022]图13是本专利技术实施例提供的对进行VIGS注射植株进行冷胁迫处理后DAB染色结果示意图。
具体实施方式
[0023]下述实施例中所使用的方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0024]下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明均可从商业途径获得。
[0025]实施例1植物转化和过表达GhGTG1拟南芥筛选
[0026]通过特异性引物(F：GAGCTCGGTACCCGGGGATCCATGGCGTGGGGATGGGGGATCTACGAG；R：
CTTGCATGCCTGCAGGTCGACTCAATCAATAGGGTGTTTGTCAGCTTGGC)，克隆目的基因GhGTG1，并构建pWM101
‑
35S:GhGTG1重组载体，转化农杆菌GV3101感受态细胞，通过蘸花法浸染野生型拟南芥(Col
‑
0)。用于转化的渗透培养基包含MS 4.3g/L，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.棉花基因GhGTG1在提高植物耐冷能力上的应用，所述棉花基因GhGTG1的CDS序列如SEQ ID No.1所示。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述应用为在植物中过表达棉花基因GhGTG1，从而提高植物耐冷能力。...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏亭亭，蔡小彦，郑杰，周忠丽，路普，候宇清，王玉红，许艳超，刘方，
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：