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CDK8基因在提高植物耐盐性的应用制造技术

技术编号:36902477 阅读:13 留言:0更新日期:2023-03-18 09:22
本发明专利技术公开了一种CDK8(Cyclin

【技术实现步骤摘要】
CDK8基因在提高植物耐盐性的应用


[0001]本专利技术属于生物
,具体涉及CDK8基因在提高植物耐盐性的应用。

技术介绍

[0002]盐胁迫是限制植物生长和作物产量的重要因素之一。通常,在盐胁迫下,植物表现出种子低萌发率以及营养和生殖阶段生长延迟,严重时导致植物叶片发黄死亡。因此,植物如何感知和调节盐胁迫反应,从而调节植物的生长适应是一个重要的生物学问题,对提高植物抗逆和作物产量具有重要作用。
[0003]CDK8是真核生物中介体复合体激酶模块的一个亚基,在植物生长发育以及应对环境胁迫的适应中有重要作用。近年来,研究发现CDK8参与叶片蜡质层的发育和调节植物防御基因和次生代谢物的合成,cdk8突变体表现出独特的抗病反应。此外,CDK8还整合脱落酸(ABA)信号与干旱胁迫反应,正向调节植物的抗旱性。然而,CDK8在植物耐盐中的生物学功能以及作用机制还不清楚。因此,揭示中介因子复合物CDK8在植物耐盐中生物学功能,能为抗逆作物分子育种提供丰富的基因资源和理论基础。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供CDK8基因在提高植物耐盐性的应用。
[0005]为了实现上述目的,本专利技术采用的技术方案概述如下:
[0006]基于TAIR官网(http://www.arabidopsis.org/)公布的拟南芥全基因组测序,获得拟南芥中介因子CDK8的核苷酸序列信息。CDK8基因(AT5G63610)编码框核苷酸序列长度为1413bp,其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示,由470个氨基酸组成,其序列如SEQ ID NO.2所示,分子量大小约为52.80kD。
[0007]本专利技术还构建一系列植物表达载体,含有上述基因的表达载体、重组载体或转基因植物系以及含有所述载体的宿主细胞的再在提高植物耐盐性方面的功能也落入本专利技术的保护范围之内。
[0008]上述CDK8基因编码的蛋白选自,
[0009](1)其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示;
[0010](2)将SEQ ID NO.2氨基酸序列经过一个或多个(如1

30个;较佳地1

20个;更佳地1

10个;如5个,3个)氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的,且具有(1)蛋白功能的由(1)衍生的蛋白;
[0011](3)与(1)限定的蛋白序列有80%(较佳地90%以上,如95%,98%,99%或更高)以上同源性且具有(1)蛋白功能的由(1)衍生的蛋白。
[0012]也就是说本专利技术所保护的基因的功能,不仅包括上述CDK8基因,还包括与SEQ ID NO.1具有较高同源性(如同源性高于40%;较佳地高于50%;较佳地高于60%;更佳地高于70%;更佳地高于80%;更佳地高于90%;更佳地高于95%;更佳地高于98%)的同源基因在耐盐性方面的功能。
[0013]本专利技术还将所述的带有外源基因的重组载体通过农杆菌浸花法转入野生型拟南芥中,获得过量表达CDK8蛋白的拟南芥植物。
[0014]本专利技术最主要的目的是通过构建CDK8过表达转基因系,分析了cdk8突变体和CDK8过表达转基因系在盐胁迫中的生物学功能,从而为作物抗盐分子育种提供基因资源。
[0015]本专利技术公开的拟南芥中介因子CDK8在植物耐盐中的生物学功能,具体表现在:
[0016](1)在盐胁迫下,cdk8突变体种子萌发率低于野生型;而CDK8过表达系的种子萌发率高于野生型;
[0017](2)在盐胁迫下,cdk8突变体子叶绿化率低于野生型;而CDK8过表达系的子叶绿化率高于野生型;
[0018](3)在盐胁迫下,cdk8突变体的相对主根长低于野生型;而CDK8过表达系的相对主根长高于野生型。
[0019](4)在盐胁迫下,cdk8突变体的存活率低于野生型;而CDK8过表达系的存活率高于野生型。
[0020]上述应用通过在培养基和土壤中模拟盐胁迫实验得出结论。
[0021]根据其功能,可以通过转基因的方式来获得耐盐的植株,具体地,可以通过将CDK8基因导入目的植物,得到转基因植物,该植株耐盐性高于目的植物。
[0022]具体地,CDK8基因具体可通过所述重组表达载体导入所述目的植物。所述方法中,所述重组表达载体可通过使用Ti质粒、Ri质粒、植物病毒载体、直接DNA转化、显微注射、电导、农杆菌介导等常规生物学方法转化植物细胞或组织,并将转化的植物组织培育成植株。
[0023]具体地,为了提高植物的优良性状,本专利技术还保护一种新的植物育种方法,包括如下步骤(1)或(2):
[0024](1)通过增加目的植物中CDK8蛋白的活性,获得耐寒性强于目的植物的植株;
[0025](2)通过促进目的植物中CDK8基因的表达,获得耐寒性强于目的植物的植株;
[0026]“促进目的植物中CDK8基因的表达”的实现方式可为如下(1)或(2)或(3):
[0027](1)将CDK8基因导入目的植物;
[0028](2)引入强启动子和/或增强子;
[0029](3)本领域内的其它常见方法。
[0030]其中,目的植物(target plant),本专利技术所述目的植物是拟南芥。
[0031]目的基因(target gene),也称靶标基因,在基因工程设计和操作中,被用于基因重组、改变受体细胞性状和获得预期表达产物的基因。可以是生物体本身的,也可以是来自不同生物体的。
[0032]本专利技术中,对于适用于本专利技术的植物没有特别的限制,只要其适合进行基因的转化操作,如各种农作物、花卉植物、或林业植物等。所述的植物比如可以是(不限于):双子叶植物、单子叶植物或裸子植物。
[0033]作为一种优选方式,所述的“植物”包括但不限于:拟南芥,凡是具有该基因或者与之同源的基因均适用。
[0034]本专利技术中所说的“植物”包括整株植物,其亲本和子代植株以及植物的不同部位,包括种子、果实、芽、茎、叶、根(包括块茎)、花、组织和器官,在这些不同的部分均有我们目的基因或者核酸。这里所提及的“植物”也包括植物细胞、悬浮培养物、愈伤组织、胚、分生组
织区、配子体、孢子体、花粉和小孢子,同样,其中每种前述对象包含目的基因/核酸。
[0035]本专利技术包括任何植物细胞,或任何由其中的方法获得或可获得的植物,以及所有的植物部分及其繁殖体。本专利也包含由任何前述方法所获得的转染细胞、组织、器官或完整植物。唯一的要求是子代表现出相同的基因型或表型特征,使用本专利中的方法获得的子代特性相同。
[0036]本专利技术还扩展到如上所述的植物的可收获的部分,但不限于种子、叶、果实、花、茎、根、根茎、块茎和球茎。同时进一步涉及植株收获后的其他衍生物,如干燥颗粒或粉末、油、脂肪和脂肪酸、淀粉或蛋白质。本专利技术还涉及由相关植物获得的食品或食品添加剂。
[0037]本专利技术的优点:
[0038]本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.CDK8基因在提高植物耐盐性的应用,其特征在于,所述CDK8基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,通过构建CDK8过量表达载体,获得耐盐的转基因植株。3.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述植物为拟南芥。4.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述耐盐性表现为:(1)在盐胁迫下,cdk8突变体种子萌发率低于野生型;而CDK8过表达系的种子萌发率高于野生型;(2)在盐胁迫下,cdk8突变体子叶绿化率低于野生型;而CDK8过表达系的子叶绿化率高于野生型;(3)在盐胁迫下,cdk8突变体的相对主根...

【专利技术属性】
技术研发人员:祝英方郭鹏程
申请(专利权)人:河南大学
类型:发明
国别省市:

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