本发明专利技术公开了GmRALF2蛋白及其编码基因在缓解重金属镉对植物毒害中的应用。本发明专利技术研究显示大豆快速碱化因子GmRALF2受镉处理上调表达，将大豆快速碱化因子GmRALF2基因作为目的基因构建基因工程表达菌，在含镉土壤中接种该菌，可以有效改善植物在镉毒条件下的生长状况，能够降低植物镉含量，并提高大豆干物质的积累和光合作用，促进大豆的生长。本发明专利技术证明了快速碱化因子GmRALF2及表达快速碱化因子GmRALF2的枯草芽孢杆菌能够改善植物在镉毒条件下的生长发育，有望作为一种提高植物耐受镉毒的表达GmRALF2基因的枯草芽胞杆菌肥料，用于农业生产。于农业生产。于农业生产。
【技术实现步骤摘要】
GmRALF2蛋白及其编码基因在缓解重金属镉对植物毒害中的应用
[0001]本专利技术属于生物工程及基因工程
更具体地，涉及GmRALF2蛋白及其编码基因在缓解重金属镉对植物毒害中的应用。
技术介绍
[0002]土壤酸化的问题也越来越严重，而pH低或土壤酸化是影响土壤中镉生物有效性的重要因素，土壤镉的有效性会随着土壤酸化程度而升高。土壤中的镉随着植物吸收运输到植物体内，影响着植物的生长，降低各农作物的品质与产量之余，通过食物链最终还会影响人体健康。因此缓解镉对植物生长的影响也迫在眉睫。
[0003]植物不断地暴露在各种不利的环境因素中，因此它们必须相应地调整自己的生长。植物吸收小的分泌肽来适应这些对其生长不利的环境。这些小肽被相应的受体和/或辅助受体感知，作为本地或远程移动信号分子，建立细胞到细胞的调节网络，产生最佳的细胞和生理输出。近年来，许多研究表明，植物多肽激素在植物的生长发育、响应外界环境变化等方面均发挥着重要作用。其中，快速碱化因子RALF属于富含半胱氨酸的植物多肽激素家族，因为它能在烟草细胞悬浮培养培养基中引起快速碱化而被发现。在模式植物拟南芥、烟草、番茄等植物中关于RALF基因已有较多的研究，其与多种生理和发育过程有关，其中包括影响根的发育、有性生殖、酸化、细胞扩张、免疫系统等。
[0004]目前研究表明，RALF蛋白在调节植物根系生长和花粉管发育方面起一定作用，但其具体作用机制尚不明确。在拟南芥和番茄中过表达RALF时，会导致培养基碱化及植物的根系发育受阻；RALF还可能与Leucine
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rich repeat extensins(LRX)蛋白相互作用，调节FER介导的细胞壁完整性、ABA信号和活性氧(ROS)，从而增强耐盐性。显示RALF蛋白在调节植物生长与抗逆性等方面具有重要作用。目前有不少关于RALF影响植物生长、抗逆性的研究，但是目前在农作物大豆中关于快速碱化因子RALF的研究仍然较少，更缺少在缓解镉毒方面的研究。如现有技术公开了GmRALF1蛋白在促进植物对磷元素吸收中的应用，通过大豆快速碱化因子GmRALF1基因构建的基因工程菌，接种在缺磷土壤中可以有效改善植物的缺磷症状，促进植物的根系生长，进一步提高植物对磷养分的吸收和对干物质的积累。而关于其他的大豆快速碱化基因GmRALF的研究还是空白，特别是关于大豆快速碱化基因在缓解植物镉毒胁迫方面的功能还未有研究报道。
技术实现思路
[0005]本专利技术提供GmRALF2蛋白及其编码基因在缓解重金属镉对植物毒害中的应用。
[0006]本专利技术的目的是提供如SEQ ID NO:1所示的GmRALF2蛋白或SEQ ID NO.2所示编码基因GmRALF2的新应用。
[0007]本专利技术另一目的是提供一种缓解重金属镉对植物毒害的基因工程菌。
[0008]本专利技术再一目的是提供一种缓解重金属镉对植物毒害的制剂。
[0009]本专利技术又一目的是提供一种缓解重金属镉对植物毒害或降低土壤镉含量的方法。
[0010]本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：
[0011]本专利技术通过定量PCR检测了镉处理条件下大豆快速碱化因子RALF家族的基因表达情况，明确了大豆快速碱化因子GmRALF2(Glyma.08G108200)受镉处理上调表达。再以大豆快速碱化因子GmRALF2基因作为目的基因，插入35S启动子的pBEs质粒作为表达载体，以枯草芽孢杆菌为表达宿主，构建了一种可高效表达大豆快速碱化因子GmRALF2蛋白的基因工程菌；然后把该菌接种到含镉土壤基质中的大豆根系中，发现该菌有效改善了大豆的镉毒症状，能够降低镉含量，并提高大豆干物质的积累和光合作用，增加大豆叶绿素含量，在重金属镉污染环境下促进大豆植株生长；同时该工程菌还能显著增加大豆叶片与根系中的还原型谷胱甘肽(GSH)的含量，从而增加大豆的抗氧化能力，提高大豆对镉的耐受性；还能增加大豆根的植物鳌合素(PC)含量，减少镉对植物的毒害。因此，本专利技术研究显示快速碱化因子GmRALF2及表达快速碱化因子GmRALF2的枯草芽孢杆菌能够改善植物在镉毒条件下的生长发育，缓解重金属镉对大豆的毒害。
[0012]本专利技术提供GmRALF2蛋白在缓解重金属镉对植物毒害中的应用，不限于大豆，还包括其他植物。
[0013]因此，大豆快速碱化因子GmRALF2的以下应用均在本专利技术的保护范围内：
[0014]如SEQ ID NO:1所示的GmRALF2蛋白或SEQ ID NO.2所示编码基因GmRALF2在缓解重金属镉对植物毒害中的应用。
[0015]如SEQ ID NO:1所示的GmRALF2蛋白或SEQ ID NO.2所示编码基因GmRALF2在制备缓解重金属镉对植物毒害的制剂或基因工程菌中的应用。
[0016]如SEQ ID NO:1所示的GmRALF2蛋白或SEQ ID NO.2所示编码基因GmRALF2在重金属镉污染环境下促进植株生长中的应用。
[0017]如SEQ ID NO:1所示的GmRALF2蛋白或SEQ ID NO.2所示编码基因GmRALF2在降低植物镉含量或在制备降低植物镉含量的制剂中的应用。
[0018]本专利技术还提供一种缓解重金属镉对植物毒害的基因工程菌，用SEQ ID NO:1所示的GmRALF2蛋白或SEQ ID NO.2所示编码基因GmRALF2构建重组基因表达载体，再转化宿主菌后构建得到表达GmRALF2蛋白的基因工程菌。
[0019]优选地，所述重组基因表达载体采用pBEs质粒，宿主菌为枯草芽孢杆菌RIK1285菌株。
[0020]优选地，所述重组基因表达载体为插入35S启动子的pBEs质粒，核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示。
[0021]更优选地，重组基因表达载体的序列如SEQ ID NO.4所示。
[0022]本专利技术还提供一种缓解重金属镉对植物毒害的制剂，含上述基因工程菌，或促进如SEQ ID NO:1所示的GmRALF2蛋白表达的制剂。
[0023]另外，本专利技术还提供一种缓解重金属镉对植物毒害的方法，采用上述基因工程菌，接种于植物根际土壤或土壤中。
[0024]优选地，将基因工程菌先在LB培养液中进行培养，得到种子液，再将种子液接种至植物根际土壤或土壤中
[0025]本专利技术具有以下有益效果：
[0026]本专利技术提供了大豆快速碱化因子GmRALF2蛋白或其编码基因GmRALF2在缓解重金属镉对植物毒害中的应用；本专利技术研究显示大豆快速碱化因子GmRALF2受镉处理上调表达，将大豆快速碱化因子GmRALF2基因作为目的基因构建基因工程表达菌，在含镉土壤中接种该菌，可以有效改善大豆的镉毒症状，能够降低镉含量，并提高大豆干物质的积累和光合作用，促进大豆的生长；同时该工程菌还能显著增加大豆叶片与根系中的还原型谷胱甘肽(GSH)的含量，从而增加大豆的抗氧化能力，提高大豆对镉的耐受性；还能增加大豆根的植物鳌合素(PC)含量，减少镉对本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.如SEQ ID NO.1所示的GmRALF2蛋白或SEQ ID NO.2所示编码基因GmRALF2在缓解重金属镉对植物毒害中的应用。2.如SEQ ID NO:1所示的GmRALF2蛋白或SEQ ID NO.2所示编码基因GmRALF2在制备缓解重金属镉对植物毒害的制剂或基因工程菌中的应用。3.如SEQ ID NO:1所示的GmRALF2蛋白或SEQ ID NO.2所示编码基因GmRALF2在重金属镉污染环境下促进植物生长中的应用。4.如SEQ ID NO:1所示的GmRALF2蛋白或SEQ ID NO.2所示编码基因GmRALF2在降低植物镉含量或在制备降低植物镉含量的制剂中的应用。5.一种缓解重金属镉对植物毒害的基因工程菌，其特征在于，用SEQ ID NO:1所示的Gm...
【专利技术属性】
技术研发人员：王金祥，麦翠珊，李方剑，李铁梅，吕辉雄，柳燕，吴丽霞，邓雅茹，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：
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