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【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+、
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
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...
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