【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于基因工程，具体涉及wakl4基因在特异性调控植物镉积累中的应用。
技术介绍
1、镉是一种对环境和生物都极为有害的重金属元素，由于其易积累、高流动性和强毒性，在无机污染物中排名第一，并已逐渐成为全球关注的一个主要问题。镉对生态环境的影响主要表现为对土壤的ph值和温度的改变、对还原潜力和有机质含量的影响以及对阳离子交换能力和其他元素可利用性的抑制。植物作为土壤固着生物，在吸收必要金属元素的同时也会吸附大量的镉，从而引发镉毒症状包括生长发育迟缓、叶片黄化坏死、光合作用速率降低和呼吸抑制，严重时会降低产量，甚至导致植物整体死亡。同时，作为食物链的最基础环，植物可食用部分(例如茎叶和果实)中积累的镉也会随之进入人体，造成呼吸系统疾病甚至诱发肺癌，严重危害人体的生命安全。因此，在全球可耕地面积不断减少的情况下，如何降低植物本身镉的积累并保障粮食安全显得尤为紧迫。
2、镉在植物中的运输途径可以归结为：镉在根中的吸附，通过木质部运输到地上部分，以及通过韧皮部从成熟部分重新分配到幼叶、根和种子。迄今为止，人们已经测试了几种可减少植物镉吸收的方法，包括引入无污染土壤、应用生物炭改良剂、使用石灰和水管理等。这些方法虽能降低种植土壤中镉的有效性，但它们要么成本效益低，要么耗时。与上述传统方法相比，通过遗传改良来培育低镉积累的植物品种，是可持续、高效解决镉危害的有效途径，目前参与调控镉转运过程的主效基因及其主要功能尚未见相关报道。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供wakl
2、本专利技术提供了wakl4基因在特异性调控植物镉积累中的应用，所述wakl4基因的核苷酸序列如seq id no.1所示。
3、优选的，所述应用包括正调控所述wakl4基因在抑制植物镉积累和/或促进植物根伸长中的应用。
4、优选的，所述抑制植物镉积累包括降低植物地上部中的镉含量；所述促进植物根伸长包括促进植物主根伸长。
5、本专利技术还提供了提高植物中wakl4基因表达或提高植物中wakl4基因编码的蛋白含量的生物材料在抑制植物镉积累和/或促进植物根伸长中的应用；所述wakl4基因的核苷酸序列如seq id no.1所示。
6、优选的，所述生物材料包括用于扩增所述wakl4基因的引物、用于表达所述wakl4基因重组表达载体和用于表达所述wakl4基因的重组工程菌中的一种或多种。
7、优选的，所述用于扩增所述wakl4基因引物包括回复引物，所述回复引物的上游引物和下游引物的核苷酸序列分别如seq id no.5和seq id no.6所示。
8、本专利技术还提供了降低植物中wakl4基因表达或降低植物中wakl4基因编码的蛋白含量的生物材料在促进植物镉积累和/或抑制植物根伸长中的应用；所述wakl4基因的核苷酸序列如seq id no.1所示。
9、优选的，所述生物材料包括用于敲除所述wakl4基因的靶点序列、用于扩增所述靶点序列的靶点引物、用于敲除所述wakl4基因的重组表达载体和用于敲除所述wakl4基因的重组工程菌中的一种或多种。
10、优选的，所述用于敲除所述wakl4基因的靶点序列的核苷酸序列如seq id no.2所示；所述用于扩增所述靶点序列的靶点引物的上游引物和下游引物的核苷酸序列分别如seq id no.3和seq id no.4所示。
11、本专利技术还提供了一种调控植物中镉含量的方法，所述方法包括培育低镉含量植物或培育高镉含量植物；
12、所述培育低镉含量植物包括：提高目的植物中wakl4基因的表达，或提高目的植物中wakl4基因编码的蛋白的含量，得到所述低镉含量植物；
13、所述培育高镉含量植物包括：降低目的植物中wakl4基因的表达，或提高目的植物中wakl4基因编码的蛋白的含量，得到所述高镉含量植物。
14、有益效果：
15、本专利技术提供了wakl4基因在特异性调控植物镉积累中的应用，所述wakl4基因的核苷酸序列如seq id no.1所示。本专利技术通过设计特定的靶点和载体从模式植物拟南芥中敲除了特异性调控镉积累的基因wakl4，得到了两个纯合的突变体株系；并在此基础上，通过构建wakl4基因的回复载体，得到了两种回复株系。wakl4基因敲除株系在镉胁迫下敏感度明显增加，而对非镉金属胁迫敏感性不变。在镉胁迫下，wakl4基因敲除株系比野生型对照的主根长度明显下降，地上部镉含量明显升高；突变功能回复株系的主根长度和地上部镉积累量与野生型相近；wakl4基因敲除株系对锰、锌、镍、钴、铁的胁迫敏感性不变。因此，wakl4基因有利于特异性调控植物体内镉的积累，具有提高植物对镉耐受的潜力；且对提升植物镉耐受能力，减少植物镉积累，培育低镉农作物具有重要意义；为培育低镉植物提供新的生产思路，有效减少土壤中镉向食物链的传递，大大降低人体摄入镉的风险。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.WAKL4基因在特异性调控植物镉积累中的应用，所述WAKL4基因的核苷酸序列如SEQID NO.1所示。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述应用包括正调控所述WAKL4基因在抑制植物镉积累和/或促进植物根伸长中的应用。
3.根据权利要求2所述的应用，所述抑制植物镉积累包括降低植物地上部中的镉含量；所述促进植物根伸长包括促进植物主根伸长。
4.提高植物中WAKL4基因表达或提高植物中WAKL4基因编码的蛋白含量的生物材料在抑制植物镉积累和/或促进植物根伸长中的应用；所述WAKL4基因的核苷酸序列如SEQ IDNO.1所示。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述生物材料包括用于扩增所述WAKL4基因的引物、用于表达所述WAKL4基因重组表达载体和用于表达所述WAKL4基因的重组工程菌中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述用于扩增所述WAKL4基因引物包括回复引物，所述回复引物的上游引物和下游引物的核苷酸序列分别如SEQ ID NO.5和SEQ IDNO.6所示。
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。