一种普通小麦基因TaGRF5及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种普通小麦基因TaGRF5及其应用，所述小麦基因TaGRF5的cDNA序列如SEQ ID NO.1所示，或为与SEQ ID NO.1完全互补配对的序列，或为编码氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的序列。该基因全长为1321 bp，编码368个氨基酸，蛋白分子量为39.89 kDa。通过功能研究发现，上述TaGRF5基因能够提高植物光合能力，使植株对盐胁迫和干旱胁迫表现出极高的耐受性。本发明专利技术对提高小麦光合作用、增强植株抗逆性、增加产量有重要意义。增加产量有重要意义。增加产量有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种普通小麦基因TaGRF5及其应用


[0001]本专利技术属于基因工程
，具体涉及一种普通小麦基因TaGRF5及其应用。

技术介绍

[0002]小麦是我国的三大主粮之一，保障其稳产、高产与国家粮食安全、经济社会发展，甚至国家长治久安密切相关。小麦在生长发育过程中，不可避免会遇到高盐、干旱、高温和氧化损伤等非生物胁迫，对小麦的生长发育和产量产生不利影响。同时，光合作用也是决定小麦产量潜力的一个重要因素，同样影响着小麦籽粒发育过程，并最终决定小麦的产量和品质。因此，培育产量高、抗性强的小麦品种对于保障粮食安全具有重要意义。
[0003]生长调控因子GRFs是植物特有的转录因子家族，其在调控植物的叶片生长、根和种子发育、开花机制、逆境响应等生命过程中起到至关重要的作用。其中GRF5对植物细胞分裂、叶绿体的增殖、光合作用和叶片的寿命均有促进作用。

技术实现思路

[0004]基于此，本专利技术提供一种普通小麦基因TaGRF5，通过基因克隆得到该基因cDNA全长序列，构建过量表达载体遗传转化拟南芥和小麦植株后进行功能验证，发现所TaGRF5基因能够提高拟南芥和小麦植株的光合效率，并增强了抗旱性和抗盐性，可用于培育高产、抗逆的植物新品种。
[0005]本专利技术采用的具体方案为：本专利技术的目的一是提供一种普通小麦基因TaGRF5，所述普通小麦基因TaGRF5的cDNA序列编码如SEQ ID NO .2所示的氨基酸。
[0006]优选地，所述普通小麦基因TaGRF5的cDNA序列为SEQ ID NO .1所示的碱基序列或与SEQ ID NO .1所示的碱基序列完全互补配对的序列。
[0007]本专利技术的目的二是提供一种由上述普通小麦基因TaGRF5编码的表达蛋白，所述表达蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO .2所示。
[0008]本专利技术的目的三是提供一种重组表达载体，所述重组表达载体上包含所述普通小麦基因TaGRF5的基因序列。在本专利技术的实施例中，所述重组表达载体为pCAMBIA1300
‑ꢀ
TaGRF5。
[0009]本专利技术的目的四是提供一种转化子，所述转化子是将所述重组表达载体转入受体细胞中所得。在本专利技术的实施例中，所述受体细胞为农杆菌。
[0010]本专利技术的目的四是提供所述普通小麦基因TaGRF5、其编码的表达蛋白、所述重组表达载体或所述转化子在提高植株光合作用或/和提高植物抗逆性能中的应用。
[0011]优选地，所述抗逆性能包括抗盐性和抗旱性。
[0012]本专利技术的目的六是提供一种提高植物光合作用或/和抗盐抗旱性能的方法，所述方法为：首先构建植物重组表达载体，所述重组表达载体上连接有所述普通小麦基因TaGRF5的全长克隆，然后将所述重组表达载体转入到目标植株中，获得阳性植株。
[0013]在其中一些实施例中，所述植物为拟南芥或小麦。
[0014]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供了一种小麦基因TaGRF5，并构建了所述TaGRF5基因的重组表达载体。通过基因克隆、过表达载体构建和遗传转化对TaGRF5基因的功能进行了鉴定。研究发现所述TaGRF5基因能够提高植株的光合作用以及抗逆特性。将上述TaGRF5基因的重组表达载体转化进入拟南芥和小麦中，通过该基因的过量表达，提高了过表达植株的光合作用、抗盐和抗旱性能。本专利技术提供的TaGRF5基因可广泛应用于提高生物体的光合作用以及抗逆能力，在高产、抗逆的植物品种培育方面具有广阔的应用价值。
附图说明
[0015]图1是小麦GRF5染色体定位图；图2是小麦GRF5基因的cDNA扩增结果图；图3是正常生长的拟南芥野生型和转基因株系的表型比较(A)、叶绿素含量(B)、叶长(C)、叶宽(D)、莲座叶片数(E)、Fv/Fm(F)、Fv/Fo(G)、PI
ABS
(H)对比图；图4是 TaGRF5过量表达转基因拟南芥幼苗提高了盐胁迫下(0和150 mmol L
‑1NaCl)的萌发率(A、C)，脯氨酸含量(B)，生长情况和根长(D、E)结果图；图5是盐胁迫下野生型和转基因拟南芥成株的表型(A)、丙二醛含量(B)、脯氨酸含量(C)、叶绿素含量(D)对比图；图6是盐胁迫下野生型和转基因拟南芥成株叶绿素荧光参数变化对比图；图7是TaGRF5过量表达转基因拟南芥提高了干旱胁迫下（0、150 mmol L
‑1和250 mmol L
‑
1 mannitol）的萌发率(A、B)，生长情况(C)，根长(D)，脯氨酸含量(E)结果图；图8是干旱胁迫下野生型和转基因拟南芥成株的表型(A)、丙二醛含量(B)、脯氨酸含量(C)、叶绿素含量(D)对比图；图9是干旱胁迫下野生型和转基因拟南芥成株叶绿素荧光参数变化对比图；图10是正常生长的野生型和转基因小麦表型比较(A、B)、叶绿素含量(C)、叶长(D)、叶宽(E)、单茎叶面积(F)、Fv/Fm(G)、Fv/Fo(H)、PI
ABS
(I)对比图；图11是盐胁迫下野生型和转基因小麦成株的表型(A、B) 、丙二醛含量(C)、脯氨酸含量(D)、叶绿素含量(E)对比图；图12是盐胁迫下野生型和转基因小麦成株叶绿素荧光参数变化对比图；图13是干旱胁迫下野生型和转基因小麦成株的表型(A、B) 、丙二醛含量(C)、脯氨酸含量(D)、叶绿素含量(E)对比图；图14是干旱胁迫下野生型和转基因小麦成株叶绿素荧光参数变化对比图。
具体实施方式
[0016]一种提高植物光合作用和抗盐抗旱性能的方法，所述方法为先构建出植物重组表达载体，载体上连接有小麦基因TaGRF5的全长克隆，然后将上述重组表达载体转入拟南芥和小麦中，利用转化植株研究小麦基因TaGRF5在植物逆境响应和遗传改良中的应用。
[0017]在实施例中，所述提高植物光合作用和抗盐抗旱性能的方法包括以下步骤：(1) 将上述小麦基因TaGRF5的cDNA序列插入pCAMBIA1300载体中，得到
pCAMBIA1300
‑ꢀ
TaGRF5重组表达载体；(2)将步骤(1)中的pCAMBIA1300
‑
TaGRF5重组表达载体转化农杆菌GV3101，筛选出阳性农杆菌；(3)用步骤(2)中的阳性农杆菌侵染植物，得到光合作用和抗盐抗旱性能增强的植物。
[0018]在实施例中，通过以下方法获得所述小麦基因TaGRF5的cDNA：(1)取小麦新鲜叶片，提取得到总RNA；(2)将步骤(1)获得的RNA进行反转录，得到cDNA；(3)以步骤(2)获得的cDNA为模板，利用如SEQ ID NO .3所示的上游引物和SEQ ID NO .4所示的下游引物进行PCR扩增，得到小麦基因TaGRF5的cDNA序列。
[0019]下面将参照实施例对本专利技术进行更全面的描述。需要理解的是以下实施例仅是为了起到说明的目的，本专利技术并不限于本文所描述的实施例。本领域的技术人员在不背离本专利技术的宗旨和精神的情况下，可以对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种普通小麦基因TaGRF5，所述普通小麦基因TaGRF5的cDNA序列编码如SEQ ID NO .2所示的氨基酸。2.根据权利要求1所述的普通小麦基因TaGRF5，其特征在于：所述普通小麦基因TaGRF5的cDNA序列为SEQ ID NO .1所示的碱基序列或与SEQ ID NO .1所示的碱基序列完全互补配对的序列。3.一种表达蛋白，所述表达蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO .2所示。4.一种重组表达载体，所述重组表达载体上包含权利要求1所述的普通小麦基因TaGRF5的基因序列。5.一种转化子，所述转化子是将权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：马超，李亚娟，冯雅岚，张均，郭彬彬，李友军，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：