紫花苜蓿MsFER1编码基因及其蛋白与应用制造技术

本发明专利技术公开了紫花苜蓿MsFER1编码基因及其蛋白与应用，所述MsFER1编码基因是编码区如SEQ IDNO.2所示的DNA分子，所述蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，本发明专利技术首先通过qRT

【技术实现步骤摘要】
紫花苜蓿MsFER1编码基因及其蛋白与应用


[0001]本专利技术涉及生物
，具体是指紫花苜蓿MsFER1编码基因及其蛋白与应用。

技术介绍

[0002]紫花苜蓿(Medicago.sativaL.)是豆科苜蓿属的一种多年生草本科植物，是世界上种植面积最大的牧草之一，因其营养价值和地上生物量较高被誉为“牧草之王”。紫花苜蓿适口性好，营养价值高，富含多种微量元素，蛋白质含量丰富。紫花苜蓿的粗蛋白质含量达到16％
‑
22％，在孕蕾期的含量是玉米的2.74倍，主要分布在叶片中。粗饲料是反刍动物的重要饲料来源，使用作物秸秆为粗饲料来源的日粮仅能满足5000kg单产水平奶牛的营养需求，以普通干草、青贮玉米为粗饲料来源的日粮可维持7000kg单产水平奶牛的营养需求，饲喂优质的紫花苜蓿干草可达8000kg以上单产水平。紫花苜蓿是一种对畜牧业十分重要的优质饲料，它对提高苜蓿品质和产量、发展畜牧业产业、推进农业供经侧结构改革、推进农经饲统筹、提升草产品和畜产品品质在市场的竞争力具有重要意义。加大苜蓿青贮储藏技术，可缓解我国优质蛋白饲料供求的矛盾，降低养殖成本，提高养殖业的经济效益。
[0003]我国北方是紫花苜蓿的主要栽培区，也是干旱和盐碱地大量分布区。近年来，受全球气候变暖的影响，我国季节性干旱和土壤盐渍化程度加剧的问题日益突出。在紫花苜蓿的生命周期中，幼苗生长期为敏感时期，容易受到干旱和盐胁迫的影响。盐胁迫会通过影响紫花苜蓿体内渗透压、植物的光合作用和一些特定酶的活性等来抑制植株的生长。随国内苜蓿产业的快速发展，国内对苜蓿品种的种子需求量不断增长，国内的种子供给存在较大缺口，因此，生产中大量引进应用的国外品种十分普遍。然而，引进品种对干旱和盐碱的耐受性如何在利用前进行有效评价，以减少由于盲用选用导致的生产损失，在实际生产应用中是一大困难。
[0004]植物铁蛋白响应高盐、高光强、高温、重金属等非生物胁迫因素，被认为是胁迫响应相关蛋白。植物对氧化还原内环境的调节能力以及抗氧化能力与胁迫耐受密切相关。酶促解毒和金属离子的螯合平衡是防止生成剧毒的羟自由基、保护细胞免受氧化损伤的两个重要机制。植物通过增加抗氧化剂基因如SOD(超氧化物歧化酶)、CAT(过氧化氢酶)和FER(铁蛋白)等基因的转录参与抗氧化途径，应对有毒的自由基。大麦HvFER1在幼苗叶中受PEG和盐胁迫的诱导强烈表达，表达随着胁迫时间的延长而上升，达到高峰后迅速下降，显示HvFER1具有典型的逆境胁迫应答模式。
[0005]紫花苜蓿的非生物胁迫耐受性基因的挖掘方法主要包括同源克隆、转录组、蛋白质组学、GWAS等。近些年来，紫花苜蓿研究取得了突破性进展，挖掘一些与非生物胁迫耐受性相关的基因，鉴定其相关功能，对于提高紫花苜蓿产量、提升紫花苜蓿品质、扩大紫花苜蓿可生产种植规模具有重大意义，将会为饲料和畜牧业发展提供更广阔的前景。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是克服上述技术的缺陷，提供紫花苜蓿MsFER1编码基因
及其蛋白与应用。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供以下技术方案：
[0008]本专利技术提供一种紫花苜蓿MsFER1编码基因，所述MsFER1编码基因是编码区如SEQ ID NO.2所示的DNA分子。
[0009]进一步地，所述MsFER1编码基因的荧光定量PCR引物为MsFER1
‑
F、SEQ ID No.4，MsFER1
‑
R、SEQ ID No.5。
[0010]本专利技术还提供了一种上述技术方案所述的MsFER1编码基因的蛋白，所述蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0011]本专利技术还提供了上述技术方案所述的紫花苜蓿MsFER1编码基因在提高植物盐胁迫的耐受能力的应用。
[0012]进一步地，所述应用包括以下步骤：将MsFER1编码基因通过重组表达载体导入植物，培养，得到盐胁迫耐性的植物；所述导入是通过重组表达载体实现的，且所述重组表达载体是将所述编码基因插入酶切系统载体pBIB
‑
BASTA
‑
35S
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GWR
‑
FLAG的重组位点得到的。
[0013]进一步地，所述植物为单子叶植物或双子叶植物。
[0014]本专利技术与现有技术相比的优点在于：本专利技术首先通过qRT
‑
PCR(实时荧光定量)实验确定了MsFER1基因的表达受到盐胁迫的诱导，然后将MsFER1基因在拟南芥中过表达后发现，转基因拟南芥比野生型拟南芥具有更强的耐盐性；本专利技术提供的MsFER1基因耐盐性研究为紫花苜蓿耐盐分子设计育种提供了新的基因资源，对于培育紫花苜蓿耐盐新材料具有一定的借鉴和参考价值，可对我国畜牧业、农业、林业等具有实质性的影响。
附图说明
[0015]图1是本专利技术的MsFER1与其他12个物种的氨基酸序列同源性比对图。
[0016]图2是本专利技术的MsFER1基因受胁迫诱导时的qRT
‑
PCR表达结果图；
[0017]其中A：终浓度为80μM条件下，紫花苜蓿中地上部分和地下部分MsFER1蛋白在各时间点的表达情况；
[0018]B：NaC1终浓度为150mM条件下地上部分和地下部分MsFER1蛋白在各时间点的表达情况；
[0019]C：Mannito1终浓度为500mM条件下地上部分和地下部分MsFER1蛋白在各时间点的表达情况。
[0020]图3是本专利技术的分子检测在转基因拟南芥中的目的基因的相关图；
[0021]A：核酸电泳图，M为DL5000 Marker，Control为水对照，1
‑
21为T3代21个纯合株系；
[0022]B：相关蛋白表达情况柱状图，Col
‑
0(哥伦比亚生态型)为野生型，OE1至OE21为T3代21个纯合株系。
[0023]图4是本专利技术的转基因和野生型拟南芥幼苗耐盐性比较的对比结果图。
[0024]图5是本专利技术的转基因和野生型拟南芥种子萌发耐盐性比较的对比结果图；
[0025]T3代株系OE2、OE15、OE16和野生型株系Col
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0分别在MS培养基、含有100mM NaCl、150mM NaCl的MS培养基中的萌芽情况对比。
[0026]图6是本专利技术的为T3代株系OE2、OE15、OE16和野生型株系Col
‑
0分别在正常供水(Before salt treatment)和盐胁迫处理后(Salt treatment 35days)的生长情况对比图。
具体实施方式
[0027]下面结合实施例对本专利技术紫花苜蓿MsFER1编码基因及其蛋白与应用做进一步的详细说明。
[0028]实施例1克隆和测序MsFER1编码基因，包括以下步骤：
[0029]植物材料：紫花苜蓿中苜1号。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.紫花苜蓿MsFER1编码基因，其特征在于：所述MsFER1编码基因是编码区如SEQ ID NO.2所示的DNA分子。2.根据权利要求1所述的紫花苜蓿MsFER1编码基因，其特征在于：所述MsFER1编码基因的荧光定量PCR引物为MsFER1
‑
F、SEQ ID No.4，MsFER1
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R、SEQ ID No.5。3.根据权利要求1
‑
2任意一项所述的紫花苜蓿MsFER1编码基因的蛋白，其特征在于：所述蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。4.根据权利要求1或2所述的紫花苜蓿M...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志鹏，温馨，马文雪，闫龙凤，周强，罗栋，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：