System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 大麦钙调素结合转录因子HvCAMTA4及其在调控大麦耐盐性中的应用制造技术_技高网
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大麦钙调素结合转录因子HvCAMTA4及其在调控大麦耐盐性中的应用制造技术

技术编号:40150797 阅读:9 留言:0更新日期:2024-01-26 22:59
本发明专利技术提供了一种大麦钙调素结合转录因子HvCAMTA4及其在调控大麦耐盐性中的应用,该大麦钙调素结合转录因子HvCAMTA4的核苷酸序列如SEQ ID No:1所示,其转录本cDNA全长核苷酸序列为SEQ ID No:2所示。本发明专利技术首次克隆和分析了大麦中响应盐胁迫的钙调蛋白结合转录因子HvCAMTA4,公布了该基因的核苷酸序列、氨基酸序列和启动子序列,对阐明大麦耐盐调控的分子机理和耐盐材料的培育具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物基因工程,尤其涉及大麦钙调素结合转录因子hvcamta4及其在调控大麦耐盐性中的应用。


技术介绍

1、盐胁迫是限制全球作物生产和粮食安全的主要非生物胁迫之一。目前,全球盐碱地面积超过9亿公顷,约有7%的土地、20%的耕地和近50%的灌溉田已处于不同程度的盐渍化。同时,由于全球气候变暖、工业污染加剧及耕作措施不合理等因素,土壤盐碱化呈加剧趋势。我国盐碱土总面积达3,467×104hm2,目前用于种植不足1/5,盐碱地作为我国重要的后备耕地资源,改善和利用盐碱地已成为弥补耕地面积减少、保障国家粮食安全的重要途径,而培育耐盐作物无疑是提高盐碱地利用率最有效的方法。发掘耐盐植物种质资源及基因,阐明植物耐盐机理,是培育作物耐盐品种的重要基础。

2、土壤中过量盐分积累,会引起土壤理化性质改变,从而影响植物的生长发育。盐胁迫对植物的危害在于高渗透压和高浓度盐离子,及由这两者叠加引起的氧化胁迫。高浓度盐溶液不仅带来渗透胁迫,而且其携带高浓度的盐离子(na+和cl-)对植物也具有毒害作用。其中,钠离子的毒害作用更为明显,原因之一在于钠(na+)和钾(k+)是化学性质十分相似的可溶性一价阳离子。因此,降低植物细胞或地上部组织的na+浓度,是增强抗盐性的一种重要途径。

3、维持离子平衡是植物适应盐胁迫的一种主要耐性机制,其涉及到离子的吸收、外排、转运以及区隔化过程。通常,植物通过操控na+/k+转运体以及质子泵的活力,进行离子转运和再分配,从而实现盐胁迫下离子平衡的重建(zhu,2003)。大多数植物中k+、na+、h+等离子的一些转运蛋白或通道,如hkt(high-affinity k+transporter)、hak/kup(high-affinity k+transporter/k+uptake permease)、akt(potassium channel)和nhx(na+/h+antiporter)等通过激活根部膜转运系统降低地上部na+的积累,从而增强耐盐性(zhu,2002;kronzucker和britto,2010;campbell等,2017)。

4、另一方面,ca2+及其结合蛋白参与盐胁迫响应及耐性形成,目前已成为植物耐盐分子调控机理研究的一大热点(zhu等,2015;demidchik等,2014)。如离子调控sos途径:经钙调磷酸酶sos3(calcineurin-like protein,cbl4)捕获细胞质中的ca2+,进而与sos2(calcineurin interacting protein kinase,cipk24)结合形成蛋白复合体,经蛋白磷酸化作用激活细胞膜上的na+转运蛋白sos1/nhx7(shi等,2000;zhu,2002;chinnusamy等,2005),而植物根表皮和木质部细胞膜上被激活的sos1则将na+从地上部回流至根,最终排出根际(shi等,2002;zhu,2016)。盐胁迫下激增的ca2+也能够被其他ca2+结合蛋白捕获,其中钙调蛋白(calmodulin,cam)是真核细胞中结构保守和功能专一的ca2+信号主要转化器之一,能将ca2+专一、高效地传递给下游基因或通路,进而参与植物逆境胁迫下的分子响应(galon等,2010;zhu等,2015)。

5、植物钙调素结合转录因子camta(calmodulin-binding transcriptionactivators)是一种广泛存在于植物体中且可与cam结合的转录因子家族(yang和poovaiah,2000),由于该家族基因能被环境信号、激素和信号分子快速诱导表达,因此atcamta又被命名为atsr(arabidopsis thaliana signal-responsive genes)(yang和poovaiah,2002)。水稻中camta被称为oscbt(oryza sativa cam-binding transcriptionfactor)(choi等,2005)。camta/sr家族成员之间具有相似的结构,从n端到c端依次为1个cg-1结构域、1个免疫球蛋白类转录因子(transcription factor immunoglobulin,tig)结构域、锚定蛋白(ankyrin,ank)重复序列、与钙调素结合的cambd(ca2+-dependent cambinding domain)以及数量不一的iq基序(choi等,2005;poovaiah等,2013)。现已明确,很多物种的camta/sr对低温(lee和seo,2015;kim等,2017)、干旱(noman等,2019)和盐胁迫(xie等,2018;büyük等2019;shkolnik等,2019)等多种逆境都有响应(vlot等,2009;an和mou,2011),该家族在植物生长发育(nie等,2012;yuan等,2018)以及逆境响应中发挥着重要作用。

6、大麦(hordeum vulgare l.)是全球第四大谷类作物,也是耐盐性最强的禾本科作物,同时具有适应性广和野生资源丰富等特点,已成为研究禾谷类作物耐盐机制的理想模式植物(munns和tester,2008)。但是,当前尚无大麦camta的相关报道。因此,从大麦中发掘优异的耐盐相关基因,如camta家族成员,可以丰富植物耐盐理论,为大麦及禾谷类作物耐盐育种提供理论与技术支撑。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供了一种大麦钙调素结合转录因子hvcamta4及其在调控大麦耐盐性中的应用,该hvcamta4基因参与大麦的盐胁迫响应,为大麦耐盐性种质资源的制备提供依据。

2、具体技术方案如下:

3、本专利技术提供了大麦钙调素结合转录因子hvcamta4,所述大麦钙调素结合转录因子hvcamta4的核苷酸序列如seq id no:1所示;本专利技术首先克隆得到一个大麦的钙调素结合转录因子基因,命名为hvcamta4,其转录本cdna全长核苷酸序列为seq id no:2所示。其转录本cdna全长核苷酸序列为seq id no:2所示。

4、seq id no:1:

5、atgagccagagtgagtggagctctctcatcgtttattccgtttgattctttggcagggcttgtgagttgacctgggtgggactcgacttcttgacccgggagtcgagtgcttgttaaggttgatgcagtagcaagggggccttattgtgtgggggcatttcaccttggaattcctctttcttggggccttctaatatttattgcagccatgatcaaatttggtctgcagccgatccttttcagtagccggggccatgttttatctttctttttttttaattcttacaaggtcgatggtggtaactgcaataaaaatataaacaaggtcaatggtcgtaactgctactgctg本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.大麦钙调素结合转录因子HvCAMTA4,其特征在于,所述大麦钙调素结合转录因子HvCAMTA4的核苷酸序列如SEQ ID No:1所示,其转录本cDNA全长核苷酸序列为SEQ IDNo:2所示。

2.大麦钙调素结合蛋白,其特征在于,由大麦钙调素结合转录因子HvCAMTA4编码的CAMTA4蛋白,其氨基酸序列如SEQ ID No:3所示。

3.HvCAMTA4基因启动子,其特征在于,所述HvCAMTA4基因启动子的核苷酸序列如SEQID No:4所示。

4.一种基因工程菌,其特征在于,所述基因工程菌中包含有HvCAMTA4基因编辑的CRISPR/Cas9载体;所述HvCAMTA4基因的核苷酸序列如SEQ ID No:1所示,其转录本cDNA全长核苷酸序列为SEQ ID No:2所示。

5.如权利要求4所述的基因工程菌,其特征在于,所述基因工程菌的宿主细胞为大肠杆菌或农杆菌。

6.如权利要求1所述的大麦钙调素结合转录因子HvCAMTA4在调控大麦耐盐性中的应用。

7.如权利要求6所述的应用,其特征在于,所述调控的途径为:通过敲除所述HvCAMTA4基因,提高大麦的耐盐性。

8.如权利要求4~5任一项所述的基因工程菌在调控大麦耐盐性中的应用。

...

【技术特征摘要】

1.大麦钙调素结合转录因子hvcamta4,其特征在于,所述大麦钙调素结合转录因子hvcamta4的核苷酸序列如seq id no:1所示,其转录本cdna全长核苷酸序列为seq idno:2所示。

2.大麦钙调素结合蛋白,其特征在于,由大麦钙调素结合转录因子hvcamta4编码的camta4蛋白,其氨基酸序列如seq id no:3所示。

3.hvcamta4基因启动子,其特征在于,所述hvcamta4基因启动子的核苷酸序列如seqid no:4所示。

4.一种基因工程菌,其特征在于,所述基因工程菌中包含有hvcamta4基因...

【专利技术属性】
技术研发人员:沈秋芳屠一珊傅良波张国平
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:

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