一种烟草谷胱甘肽转移相关的基因及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种烟草谷胱甘肽转移酶相关的基因及其应用，该基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。本发明专利技术提供的烟草谷胱甘肽转移酶相关的基因NtGST23，利用CRISPR/Cas9介导的基因编辑技术敲除NtGST23基因获得在抗逆胁迫下表达量降低的基因编辑植株；在干旱胁迫与盐胁迫条件下，基因编辑植株的长势弱于对照植株，这为烟草谷胱甘肽转移酶研究及烟草抗逆性研究提供遗传材料和理论依据。提供遗传材料和理论依据。提供遗传材料和理论依据。

A gene related to tobacco glutathione transfer and its application

【技术实现步骤摘要】
一种烟草谷胱甘肽转移相关的基因及其应用


[0001]本专利技术涉及一种烟草谷胱甘肽转移酶相关的基因及其应用，属于植物基因工程


技术介绍

[0002]非生物胁迫，如干旱胁迫、盐胁迫、低温胁迫、重金属离子等，能促进植物体内产生大量的氧自由基，引发氧化损伤，严重影响植物的生长发育，造成作物减产。抗氧化系统是植物抵御非生物胁迫的重要机制，由一些能清除活性氧的酶系和抗氧化物质组成，保护细胞免受氧化胁迫的伤害，超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽硫转移酶(GST)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)是抗氧化系统的重要组成部分。谷胱甘肽硫转移酶(Glutathione S
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transferases, GSTs)是谷胱甘肽代谢途径中的关键酶，广泛存在于植物的细胞质基质、线粒体、微粒体中，多项研究表明，GSTs 在植物抵抗非生物胁迫引起的氧化胁迫的过程中，发挥了重要的作用。GST 不仅被真菌和其他一些病原物诱导表达，植物激素如生长素、水杨酸、乙烯和ABA等也能诱导它的表达。研究表明，GST在植物遭受各种生物和非生物胁迫时，通过解毒和抗氧化作用保护植物细胞免受伤害。利用农杆菌侵染法将盐碱地碱蓬GST 基因转入低温敏感的水稻幼苗品种
‘
中花11
’
，转基因植株增强了对低温胁迫的抗性。过表达野生大豆GsGST 基因可以提高烟草的耐盐性。GST 在水稻抗重金属镉胁迫中起到一定作用。盐地碱蓬GST 基因在拟南芥中过量表达后，拟南芥转基因植株的抗旱能力与对照相比有所增强。
[0003]烟草作为我国重要的经济作物和模式作物，研究烟草谷胱甘肽转移酶基因响应非生物逆境胁迫的分子机制具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种烟草谷胱甘肽转移酶相关的基因及其应用，为研究烟草抗逆能力与基因功能提供遗传材料和理论依据。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种烟草谷胱甘肽转移酶相关的基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，包括675bp个碱基，该基因来源于烟草（Nicotiana tabacum，命名为NtGST23）。
[0006]SEQ ID NO.1:ATGGAAGACCAAGTGAAACTGCTAGGAGCTTTTCCAAGTCCCTTTAGTTATAGGGTAATTTGGGCTCTGAAACACAAGGGTATCAACTATGAATACATAGAGGAAGATCTTTCAAATAAGAGCCATGATCTTTTGACATACAACCCTATCTATAAGATGATTCCTGTTCTTGTACATGCTGGAAAACCAATAGCAGAGTCCACAGTCATCCTTGAATACATCGAAGAGACATGGCCTCAGAATCCTTTGCTACCAAAGGATCCTCATGAAAGGGCTCAGGCTAGATTCTGGATCAAGTTCGGAGAAGATAAGAGCCCAGAATTTTTCGCAATATTTCACAAGATAGGGGAAGAGCAAGTCAAGGCAACTGAAAAAGCAAAGGAAGTGTTGAAAATTATAGAAGAGCAAGGTCTTGGAGAGAAGAAGTTTTTTAGCGGGGACACAATTGGATTAAGTGACATAGTCTTTGGATGGATAGCGTTATGGCTGGAAGTCATACAAGAAGCTGCTGAAGTAAAGGTCTT
CGACTCAGTTAGTACTTTTCCTCGTTTACATGCTTGGATACATAACTTTAAGCAACTCCCTGTAATCAAACAAAATACCCCACATCGGGATGCAATGCTAGCTTATTTCAAACGTCGTCGAGAAATGGTTGTAGCAGCGGCACAAGGTTGA。
[0007]优选的，所述烟草谷胱甘肽转移酶相关的基因的编码蛋白，氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示，包括224个氨基酸。
[0008]SEQ ID NO.2：MEDQVKLLGAFPSPFSYRVIWALKHKGINYEYIEEDLSNKSHDLLTYNPIYKMIPVLVHAGKPIAESTVILEYIEETWPQNPLLPKDPHERAQARFWIKFGEDKSPEFFAIFHKIGEEQVKATEKAKEVLKIIEEQGLGEKKFFSGDTIGLSDIVFGWIALWLEVIQEAAEVKVFDSVSTFPRLHAWIHNFKQLPVIKQNTPHRDAMLAYFKRRREMVVAAAQG。
[0009]本专利技术还提供了一种基因编辑植株的制备方法：通过CRISPR/Cas9介导的基因编辑技术，构建了用于敲除NtGST23基因的CRISPR/Cas9编辑载体，经遗传转化后获得了NtGST23基因发生编辑的烟草植株；所述NtGST23基因如权利要求1中SEQ ID NO.1所示。
[0010]本专利技术还提供了烟草谷胱甘肽转移酶相关的基因在烟草抗逆方面的应用。
[0011]所述烟草谷胱甘肽转移酶相关的基因在四叶一心时期在抗干旱胁迫方面的应用。
[0012]本专利技术的有益效果是：1、本专利技术通过CRISPR/Cas9介导的基因编辑技术，构建了用于敲除NtGST23基因的CRISPR/Cas9编辑载体，经遗传转化后获得了NtGST23基因发生编辑的红花大金元植株。本专利技术通过在四叶一心的时期利用20%浓度PEG
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6000模拟干旱处理编辑植株与对照植株，发现NtGST23基因编辑植株萎蔫而对照（未转化）植株正常；2、综上所述，利用CRISPR/Cas9介导的基因编辑技术敲除NtGST23基因获得在抗逆胁迫下长势较弱的基因编辑植株，这为烟草谷胱甘肽转移酶研究及烟草抗逆性研究提供遗传材料和理论依据。
附图说明
[0013]图1为对照（未转化）植株叶片和基因编辑植株叶片在四叶一心时期，20%浓度PEG
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6000模拟干旱处理下的对照图。
具体实施方式
[0014]以下通过实施例来详细说明本专利技术的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本专利技术的技术方案，而不能解释为是对本专利技术技术方案的限制。
[0015]在本申请的各实施例中，没有注明具体技术或条件者，按照本领域内现有技术或条件进行，所使用的材料或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
[0016]本专利技术除非另有说明，否则百分号为体积百分数，比例为体积比。
[0017]本申请中所使用的烟草品种为红花大金元，一种商品化烟草品种。
[0018]实施例1本实施例主要就烟草谷胱甘肽转移酶相关的基因NtGST23的获得过程，简要介绍如下。
[0019]以栽培种烟草红花大金元叶片为样品，利用RNA提取试剂盒提取烟草叶片总RNA，
反转录为cDNA备用：按照植物RNA提取试剂盒说明书提取烟草总RNA。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烟草谷胱甘肽转移酶相关的基因，其特征在于，核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示：ATGGAAGACCAAGTGAAACTGCTAGGAGCTTTTCCAAGTCCCTTTAGTTATAGGGTAATTTGGGCTCTGAAACACAAGGGTATCAACTATGAATACATAGAGGAAGATCTTTCAAATAAGAGCCATGATCTTTTGACATACAACCCTATCTATAAGATGATTCCTGTTCTTGTACATGCTGGAAAACCAATAGCAGAGTCCACAGTCATCCTTGAATACATCGAAGAGACATGGCCTCAGAATCCTTTGCTACCAAAGGATCCTCATGAAAGGGCTCAGGCTAGATTCTGGATCAAGTTCGGAGAAGATAAGAGCCCAGAATTTTTCGCAATATTTCACAAGATAGGGGAAGAGCAAGTCAAGGCAACTGAAAAAGCAAAGGAAGTGTTGAAAATTATAGAAGAGCAAGGTCTTGGAGAGAAGAAGTTTTTTAGCGGGGACACAATTGGATTAAGTGACATAGTCTTTGGATGGATAGCGTTATGGCTGGAAGTCATACAAGAAGCTGCTGAAGTAAAGGTCTTCGACTCAGTTAGTACTTTTCCTCGTTT...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨文武，米其利，刘欣，高茜，许力，邓乐乐，李晶，蒋佳芮，张建铎，向海英，曾婉俐，杨叶昆，
申请(专利权)人：云南中烟工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：