提高玉米抗旱耐盐性的方法技术

本发明专利技术涉及使用ZmRCP启动子和玉米ZmCOL3基因提高玉米抗旱或耐盐性的方法，属于基因工程领域。本发明专利技术通过试验表明，使用ZmRCP启动子驱动ZmCOL3基因可以在不影响开花时间的同时显著提高玉米抗旱或耐盐性。显著提高玉米抗旱或耐盐性。显著提高玉米抗旱或耐盐性。

【技术实现步骤摘要】
提高玉米抗旱耐盐性的方法


[0001]本专利技术涉及使用ZmRCP启动子和玉米ZmCOL3基因提高玉米抗旱或耐盐性的方法，属于基因工程领域。

技术介绍

[0002]含有CCT结构域的蛋白是植物特有的，与植物的光周期调控和花期早晚密切相关。玉米是我国主要粮食作物，玉米的CCT结构域基因报道较少，生物信息学预测显示CCT结构域基因家族成员数量大(已鉴定到53个)，基因组多样性复杂。因此仅有个别CCT基因的功能得到了鉴定，例如ZmCCT、ZmCOL3、ZmCOL14等，它们都和玉米开花期有关。另外，有研究表明，CCT基因会参与植物的多种生物过程，在功能上具有多效性，例如抗病性(Min JH,Chung JS,Lee KH,et al.The CONSTANS
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like 4 transcription factor,AtCOL4,positively regulates abiotic stress tolerance through an abscisic acid
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dependent manner in Arabidopsis[J].J Integr Plant Biol,2015,57(3):313
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324)。
[0003]ZmCOL3是玉米中的一个CCT基因，超表达ZmCOL3可以在长短日照条件下延迟玉米开花时间(Minliang Jin,Xiangguo Liu,Wei Jia,et al.ZmCOL3,a CCT gene represses flowering in maize by interfering with the circadian clock and activating expression of ZmCCT[J].JIPB,2018,60(6):465
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480)。此外，ZmCOL3还具有抗玉米茎腐病的功能(吉林省农业科学院.ZmCOL3基因及其蛋白在提高目标植物抗茎腐病中的应用：CN2018115213988[P].2019
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04
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05.)。ZmCOL3是否还具有其他功能还不知道。
[0004]近年来，干旱和土壤盐渍化等非生物胁迫已成为玉米减产的影响因素之一。玉米耐盐和抗旱机制十分复杂，在胁迫条件下，玉米植株通过多种适应性变化调控干旱和盐的耐受性，具体表现为气孔调节、植物激素调节、活性氧的清除、渗透调节和渗透保护和体内离子平衡等机制。遭受胁迫的玉米植株在分子水平上利用一些适应性机制，比如调控叶片的气孔开合、根系的吸水保水能力，来降低干旱和盐胁迫对细胞产生的破坏效应。所以，胁迫发生时叶片和根系等组织中特定蛋白质的累积或抑制以及许多基因转录本的上调或下调均有助于提高玉米的抗旱耐盐性。
[0005]本专利技术通过对玉米CCT基因的旱盐胁迫筛选，发现ZmCOL3基因具有调控玉米抗旱或耐盐性的新功能，能够用于调控玉米抗旱或耐盐性状，例如，超表达ZmCOL3基因可以提高玉米的抗旱或耐盐性。然而，ZmCOL3基因的组成型超量表达也造成了玉米开花延迟，从而延长了玉米的收获期。虽然还没有公开技术资料显示ZmCOL3基因调控玉米抗旱或耐盐性的具体机制(促进根发育还是调节气孔开放还是提高ROS含量等)，但为了解决这一问题，本专利技术尝试用根特异性启动子驱动ZmCOL3基因表达，并测试玉米植株的开花时间和抗旱耐盐性。最终发现，利用ZmRCP启动子驱动ZmCOL3可获得花期不变、抗旱和耐盐性均更强的玉米材料。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种提高玉米抗旱或耐盐性的方法。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]本专利技术提供基因ZmCOL3在调控玉米抗旱或耐盐性中的应用，其特征在于：所述基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0009]本专利技术还提供蛋白在调控玉米抗旱或耐盐性中的应用，其特征在于，所述蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。
[0010]本专利技术还提供核酸在调控玉米抗旱或耐盐性中的应用，其特征在于，所述的核酸编码权利要求2中所述的蛋白；在一些实施方案中，上述的核酸序列如SEQ ID NO.3所示。
[0011]本专利技术还提供表达盒，其特征在于，所述表达盒含有玉米根特异启动子以及编码上述蛋白的核酸分子；在一些实施方案中，上述的玉米根特异启动子的核苷酸序列如SEQ ID NO.4所示；上述的核酸如权利要求3中所述；在一些实施方案中，上述表达盒还含有NOS终止子；在一些实施方案中，上述表达盒的序列如SEQ ID NO.5所示。
[0012]本专利技术还提供表达载体，其特征在于，所述的表达载体含有上述的表达盒。
[0013]本专利技术还提供宿主细胞，其特征在于，所述的宿主细胞包含上述的表达载体；在一些实施方案中，上述的宿主细胞为农杆菌细胞。
[0014]本专利技术还提供提高玉米抗旱或耐盐性的方法，其特征在于，用上述的表达载体或上述的宿主细胞转化玉米，得到转基因玉米；筛选开花期不变且抗旱或耐盐性提高的材料。
[0015]本专利技术还提供上述的表达盒、表达载体、宿主细胞和方法在不影响玉米开花期的同时提高玉米抗旱耐盐性中的应用。
[0016]与现有的技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术发现了ZmCOL3基因具有调控玉米抗旱或耐盐性的新功能，能够用于调控玉米抗旱或耐盐性状。同时，利用ZmRCP启动子驱动ZmCOL3可获得花期不变，且抗旱和耐盐性均更强的玉米材料，更符合玉米品种的商业化目标。
附图说明
[0017]图1表达载体pXG071.014的物理图谱。各元件标注在图上。
具体实施方式
[0018]提供以下定义和方法用以更好地界定本申请以及在本申请实践中指导本领域普通技术人员。除非另作说明，术语按照相关领域普通技术人员的常规用法理解。本文所引用的所有专利文献、学术论文、行业标准及其他公开出版物等，其中的全部内容整体并入本文作为参考。
[0019]如本文所用，“玉米”是任何玉米植物并包括可以与玉米育种的所有植物品种，包括整株植物、植物细胞、植物器官、植物原生质体、植物可以从中再生的植物细胞组织培养物、植物愈伤组织、植物或植物部分中完整的植物细胞，所述植物部分例如胚、花粉、胚珠、种子、叶、花、枝、果实、茎杆、根、根尖、花药等。除非另有所指，核酸以5
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至3
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方向从左向右书写；氨基酸序列以氨基至羧基方向从左向右书写。氨基酸在本文可以用其通常所知的三字母符号或IUPAC
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IUB生物化学命名委员会推荐的单字母符号来表示。同样地，可以用通常
接受的单字母码表示核苷酸。数字范围包括限定该范围的数字。如本文所用，“核酸”包括涉及单链或双链形式的脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸多聚物，并且除非另有限制，包括具有天然核苷酸基本性质的已知类似物(例如，肽核酸)，所述类似物以与天然存在的核苷酸类似的方式与单链核酸杂交本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基因ZmCOL3在调控玉米抗旱或耐盐性中的应用，其特征在于：所述基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。2.蛋白在调控玉米抗旱或耐盐性中的应用，其特征在于，所述蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。3.核酸在调控玉米抗旱或耐盐性中的应用，其特征在于，所述的核酸编码权利要求2中所述的蛋白；任选地，所述的核酸序列如SEQ ID NO.3所示。4.表达盒，其特征在于，所述表达盒含有玉米根特异启动子以及编码权利要求2中所述蛋白的核酸分子；任选地，所述的玉米根特异启动子的核苷酸序列如SEQ ID NO.4所示；所述的核酸如权利要求3中所述；任选地，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹悦佳，许洁婷，单莉杰，刘相国，
申请(专利权)人：未米生物科技江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：