大豆GmHDL56基因及其编码蛋白在盐胁迫中的应用制造技术

本发明专利技术属于生物工程领域，提供了大豆GmHDL56基因及其编码蛋白在盐胁迫中的应用，所述GmHDL56基因的核酸序列如SEQIDNO.1所示，所述GmHDL56基因编码的蛋白质的氨基酸序列如SEQIDNO.2所示。本发明专利技术所述GmHDL56基因能够特异结合ABA信号通路中与渗透胁迫相关基因GmERD1启动子上的ATTAATTA序列，可直接调控并促进GmERD1的表达。过表达GmHDL56可提高大豆毛状根中内源ABA的含量，可提高大豆毛状根对NaCl胁迫的耐受力。本发明专利技术为耐盐分子机制奠定理论基础，同时也为大豆耐盐分子育种提供理论依据和基因资源。依据和基因资源。依据和基因资源。

【技术实现步骤摘要】
大豆GmHDL56基因及其编码蛋白在盐胁迫中的应用


[0001]本专利技术涉及生物工程
，尤其涉及大豆GmHDL56基因及其编码蛋白在盐胁迫中的应用。

技术介绍

[0002]土壤盐渍化是影响植物正常生长发育的主要非生物环境胁迫因素之一。当土壤的电导率达到4dSm
‑1时，土壤就被归类于具有高浓度可溶性盐的土壤，并且在世界范围内通常认为4dSm
‑1(相当于40mM NaC1)为植物遭受盐胁迫的临界值，因为这一水平将影响大多数作物的产量。由于自然环境的变化和人们的不合理的灌溉方式，全世界盐渍化土地面积以每年10％的速度增长。据联合国粮农组织(FAO)2015年不完全统计全世界范围内约有10亿公顷的盐渍化土地。预计到2050年，将会有超过50％的耕地被盐渍化。
[0003]盐胁迫主要通过渗透效应、离子毒性效应和氧化应激效应影响植物的生长发育，而植物也通过维持离子稳态，合成与积累渗透调节物质，增强抗氧化机制，以及转录因子的调控等机制来进行抗盐以维持正常的生长发育。
[0004]HD
‑
Zip转录因子是植物中特有的一类转录因子，是由Homeodomain和一个与之紧密连接leucine zipper结构域组成，主要参与逆境应答反应。例如，烟草中HD
‑
ZipI家族的基因可以在烟草的各个组织中表达并且响应ABA和冷胁迫。异源表达玉米的HD
‑
Zip转录因子Zmhdz10可增强转基因拟南芥植株对盐胁迫的耐受性，并且能提高ABA响应基因：P5CS1、RD22、RD29B和ABI1的表达来增强植株对盐胁迫的耐性。向日葵中的HaHB1和AtHB13可以通过诱导能够稳定细胞膜的蛋白质来提高拟南芥植株对干旱、盐的耐受性。
[0005]拟南芥中AtERD1，AtLEA14、AtRD29A，AtKIN1、AtCOR15A是与非生物胁迫反应相关的基因。研究表明在拟南芥中ATERD1受干旱和盐胁迫的诱导，水稻中一个与拟南芥ATERD1同源的基因OsClpD1受干旱、NaCl及ABA的诱导，并且过表达OsClpD1基因的拟南芥植株相比野生型更具有耐盐性。GmERD1是大豆中与ATERD1同源的基因，研究证实了GmERD1受渗透胁迫的诱导。
[0006]大豆是重要的粮食和经济作物之一，属于中等耐盐作物，但当土壤盐度值达到6.7dSm
‑1时，大豆植株就会死亡。培育耐盐大豆新品种是解决土壤盐渍化问题经济有效的方法之一，但是利用传统常规的育种技术培育耐盐大豆新品种存在周期长、耐盐资源有限等局限，因此挖掘耐盐基因、研究大豆的耐盐的分子机理，采用基因工程等方法选育耐盐大豆品种，对于有效利用盐碱地、提高土地利用率，提高大豆产量具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供大豆GmHDL56基因及其编码蛋白在盐胁迫中的应用，所述GmHDL56基因可直接调控并促进与渗透胁迫相关基因GmERD1的表达，过表达GmHDL56可提高大豆毛状根对NaCl胁迫的耐受力，为耐盐分子机制奠定理论基础。
[0008]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0009]本专利技术提供了大豆GmHDL56基因，所述GmHDL56基因的核酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0010]本专利技术提供了大豆GmHDL56基因编码的蛋白质，所述蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。
[0011]本专利技术提供了过表达上述大豆GmHDL56基因的表达载体，包括初始表达载体和GmHDL56基因。
[0012]进一步地，所述初始表达载体为表达载体pCAMBIA3301。
[0013]本专利技术提供了过表达上述大豆GmHDL56基因的表达载体的构建方法包括以下步骤：
[0014](1)线性化表达载体pCAMBIA3301；
[0015](2)GmHDL56目的片段扩增；
[0016](3)将步骤(2)得到的GmHDL56目的片段插入步骤(1)中的线性化后的表达载体pCAMBIA3301中得到过表达所述大豆GmHDL56基因的载体pCAMBIA3301
‑
GmHDL56。
[0017]本专利技术还提供了上述大豆GmHDL56基因、上述表达载体在提高作物耐盐能力中的应用。
[0018]进一步地，大豆GmHDL56基因通过提高SOD酶和POD酶的活性来提高大豆毛状根对盐胁迫的耐受力。
[0019]本专利技术还提供了一种提高作物耐盐能力的方法，将上述GmHDL56基因或上述表达载体转入作物植株中。
[0020]相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：
[0021]1.本专利技术所述GmHDL56基因能够特异结合ABA信号通路中与渗透胁迫相关基因GmERD1启动子上的ATTAATTA序列，可直接调控并促进GmERD1的表达，过表达GmHDL56可提高大豆毛状根中内源ABA的含量，可提高大豆毛状根对NaCl胁迫的耐受力。
[0022]2.本专利技术的大豆GmHDL56为提高大豆耐盐性提供了一种新的调控基因资源，可用于耐盐大豆材料的培育和改良，为耐盐分子机制奠定理论基础，同时也为大豆耐盐分子育种提供理论依据和基因资源。
附图说明
[0023]图1为GmHDL56基因的PCR扩增，其中，泳道M：DNAmarker，DL2000，泳道1：目标条带长度为939bp的GmHDL56基因；
[0024]图2为本专利技术实施例GmHDL56转录活性验证；
[0025]图3为本专利技术实施例GmHDL56过表达载体的构建示意图；
[0026]图4为GUS检测GmHDL56
‑
OE转基因大豆毛状根；
[0027]图5为PCR检测GmHDL56
‑
RNAi转基因大豆毛状根；
[0028]图6为本专利技术实施例ChIP
‑
qPCR分析GmHDL56直接结合GmERD1的启动子ATTAATTA序列；
[0029]图7为本专利技术实施例GmERD1启动子的克隆及报告重组载体的构建；
[0030]图8为本专利技术实施例烟草双荧光素酶系统检测试验；
[0031]图9为本专利技术实施例GmHDL56基因在大豆根、茎、叶、子叶中的表达量分析结果；
[0032]图10为本专利技术实施例GmHDL56在NaCl诱导下的表达量分析结果；
[0033]图11为本专利技术实施例GmHDL56在干旱诱导下的表达量分析结果；
[0034]图12为本专利技术实施例GmHDL56在ABA诱导下的表达量分析结果；
[0035]图13为GmHDL56转基因大豆毛状根中内源ABA含量的测定；
[0036]图14为NaCl处理7d GmHDL56转基因大豆毛状根生长状态；
[0037]图15为NaCl处理下GmHDL56转基因大豆毛状根根长及鲜重的测定；
[0038]图16为NaC本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.大豆GmHDL56基因，其特征在于，所述GmHDL56基因的核酸序列如SEQ ID NO.1所示。2.大豆GmHDL56基因编码的蛋白质，其特征在于，所述蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。3.过表达权利要求1所述大豆GmHDL56基因的表达载体，其特征在于，包括初始表达载体和GmHDL56基因。4.根据权利要求3所述的表达载体，其特征在于，所述初始表达载体为表达载体pCAMBIA3301。5.过表达权利要求4所述的大豆GmHDL56基因的表达载体的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)线性化表达载体pCAMBIA3301；(2)GmHDL56目的片段扩增；(3)将步骤(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张淑珍，徐鹏飞，方馨，吴俊江，刘珊珊，宋波，
申请(专利权)人：东北农业大学，
类型：发明
国别省市：