本发明专利技术涉及一种来自拟南芥的植物抗逆性相关蛋白、其编码基因，及它们在调节植物抗逆能力中的应用。本发明专利技术提供的蛋白具有如SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列，与植物的抗旱性为负相关性。所述蛋白或其编码基因的功能缺失或降低能够提高植物的抗旱性，使植物在胁迫条件下拥有更长及发达的根系，相对较少的气孔密度及较小的气孔孔径。小的气孔孔径。
【技术实现步骤摘要】
NO:2所示的DNA序列是功能缺失的。
[0010]具体而言，专利技术人在拟南芥中开展了该缺失突变体的根系伸长、土壤干旱、气孔密度及气孔孔径统计等试验，以WT(野生型)作为对照，发现在植物的根系伸长阶段，基因AGL27的缺失突变体在甘露醇(Mannitol)处理的条件下具有一定的生长优势(主根较长)；在土壤干旱处理条件下，该缺失突变体具有显著的抗旱功能(存活率更高)。由此证实了来自拟南芥的AGL27基因具有负调控植物的抗旱性的功能。
[0011]本专利技术的一个实施方式提供了基因AGL27及其编码蛋白在调节植物抗旱性中的应用。
[0012]进一步的实施方式涉及利用所述抗旱性相关基因及其编码蛋白获得提高植物抗逆性的基因编辑突变体的方法，以及培育和/或选育抗旱转基因植物、抗旱性提高的植物品种的方法。
[0013]本专利技术具体包括以下内容。
[0014]1.抗逆性相关蛋白AGL27，所述抗逆性相关蛋白为：
[0015]1)由如SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列组成的蛋白；或
[0016]2)由与如SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列相比存在保守取代、缺失或添加一个以上的氨基酸序列组成，且活性与具有如SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列的蛋白相同的衍生蛋白。
[0017]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述衍生蛋白具有的氨基酸序列与如SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列具有至少90％的同源性。
[0018]在本专利技术的另一些优选的实施方式中，所述衍生蛋白具有的氨基酸序列与如SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列具有至少95％的同源性。
[0019]所示的如SEQ ID NO:1的氨基酸序列由196个氨基酸残基组成。
[0020]2.编码所述抗逆性相关蛋白的基因AGL27，其DNA序列选自如下：
[0021]1)如SEQ ID NO:2所示的DNA序列；
[0022]2)编码如SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列的DNA序列；
[0023]3)与如SEQ ID NO:2所示的DNA序列相比存在保守取代、缺失或添加一个以上碱基，且与如SEQ ID NO:2所示的DNA序列具有相同功能的DNA分子。
[0024]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述与如SEQ ID NO:2所示的DNA序列具有相同功能的DNA分子的DNA序列与如SEQ ID NO:2所示的DNA序列具有至少90％的同源性。
[0025]在本专利技术的另一些优选的实施方式中，所述与如SEQ ID NO:2所示的DNA序列具有相同功能的DNA分子的DNA序列与如SEQ ID NO:2所示的DNA序列具有至少95％的同源性。
[0026]在本专利技术的另一些实施方式中，编码所述抗逆性相关蛋白的基因的DNA序列还可以为在高严谨条件下可与序列表中如SEQ ID NO:2所示的DNA序列杂交的DNA序列；
[0027]所述高严谨条件例如为：在含有6
×
SSC，0.5％SDS的溶液中，在65℃下杂交，然后用2
×
SSC，0.1％SDS和1
×
SSC，0.1％SDS各洗膜一次。
[0028]在本专利技术中，如SEQ ID NO:2所示的DNA序列由591个核苷酸组成。
[0029]3.提高植物抗逆性的方法，包括：使植物中的上述抗逆性相关蛋白，或其编码基因的功能缺失或功能降低，
[0030]在本专利技术的一些实施方式中，所述抗逆性为抗旱性和/或抗渗透胁迫。
[0031]所述功能缺失或功能降低通过基因编辑实现，优选通过T-DNA插入的方式进行，更优选T-DNA插入位置的侧翼序列如SEQ ID NO:3所示的DNA序列，从而获得功能缺失突变体，
[0032]所述抗逆性为抗旱性，
[0033]所述植物选自拟南芥、烟草、水稻、小麦、玉米、棉花、油菜或大豆，
[0034]更优选选自拟南芥和水稻。
[0035]在一个实施方式中，所述功能缺失突变体为Salk_072872。
[0036]4.抗旱性提高的植物的培育方法，包括使用上述抗逆性相关蛋白及其编码基因选育抗逆性提高尤其是抗旱性良好的植物品种。
[0037]5.抗旱性提高的植物的培育方法，包括：
[0038]选择所述植物中与如SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列的序列一致性最高的基因作为同源基因，将同源基因的编码序列构建到基因敲除载体中；
[0039]将所述基因敲除载体用于转化目标植物的细胞或组织，获得转基因植株；
[0040]对获得的转基因植株进行鉴定，确定该同源基因的功能缺失或降低，从而获得功能缺失株系。
[0041]6.根据项5所述的培育方法，包括
[0042]对所述功能缺失株系进行基于抗逆性，优选为抗旱性或耐渗透胁迫的筛选。
[0043]7.根据项6所述的培育方法，其中，所述筛选包括：
[0044]将利用项5或6所述的方法获得的植物植株与相应的未编辑对照植株相比，将在特定时间的土壤干旱处理后复水存活率更高的株系选择为抗旱性提高的植物。
[0045]8.根据项6所述的培育方法，其中，所述筛选包括：
[0046]将利用项5或6所述的方法获得的植物植株与相应的未编辑对照植株相比，将在特定时间的土壤干旱处理后符合以下抗旱相关表型中的至少一项的株系选择为抗旱性提高的植物：
[0047]根系表型更茂盛，例如主根的长度更长，
[0048]气孔表型更耐旱，例如气孔密度更小、气孔尺寸更小。
[0049]9.由如SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；或由如SEQ IDNO:2所示的DNA序列组成的DNA分子在改变植物抗逆性中的应用。
[0050]需要说明的是，关于模拟胁迫条件的方式，虽然在后续的实施方式中使用了甘露醇处理，但也可以利用PEG(10％),ABA(1μM),NaCl(150mM)等，它们的剂量可以根据实际需要进行调整。
[0051]本领域技术人员应该理解，AGL27基因功能缺失或功能降低的植株可以通过基因编辑实现，不限于T-DNA插入的方式，也可以通过例如敲除(knock-out)技术获得。
[0052]对模拟胁迫条件的处理时间而言，需要根据空气的温湿度、土壤的含水率、植株的大小等因素决定，一般需要15-20天左右。适用于所述方法的植物包括，但不限于拟南芥、烟草、水稻、小麦、玉米、棉花、油菜或大豆等，优选拟南芥和水稻。
附图说明
[0053]下面将结合附图来说明本专利技术。
[0054]图1.(A)突变体agl27的T-DNA插入位点示意图；
[0055](B)突变体agl27在基因组水平的鉴定；
[0056](C)突变体agl27在RNA水平的鉴定；
[0057]图2.(A)突变体agl27株系和WT幼苗在分别添加0、250mM甘露醇的MS培养基上的根系生长情况；
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.提高植物抗逆性的方法，包括：使植物中的抗逆性相关蛋白，或其编码基因的功能缺失或功能降低，其中，所述抗逆性相关蛋白为a)由如SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；或b)由与如SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列相比存在保守取代、缺失或添加一个以上的氨基酸序列组成，且具有与如SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列的蛋白相同的活性的衍生蛋白质，所述衍生蛋白质的氨基酸序列优选与如SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列具有至少90％的同源性。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述编码基因为a)由如SEQ ID NO:2所示的DNA序列组成的DNA分子；或b)与如SEQ ID NO:2所示的DNA序列相比存在保守取代、缺失或添加一个以上碱基，且具有与如SEQ ID NO:2所示的DNA序列相同的功能的DNA分子，其DNA序列优选与如SEQ ID NO:2所示的DNA序列具有至少90％的同源性。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述功能缺失或功能降低通过基因编辑实现，优选通过T-DNA插入的方式进行，更优选T-DNA插入位置的侧翼序列如SEQ ID NO:3所示的DNA序列，从而获得功能缺失突变体，所述抗逆性为抗旱性，所述植物选自拟南芥、烟草、水稻、小麦、玉米、棉花、油菜或大豆，更优选选自拟南芥和水稻。4.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：向成斌，赵娉霞，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：
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