【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于植物基因工程，更具体地说，涉及一种杞柳sigstu55基因及其表达蛋白和应用。
技术介绍
1、近年来我国汽车工业、助动车工业的飞速发展使得对铅酸蓄电池的需求激增。铅酸蓄电池的生产及大量汽车尾气的产生会造成严重的土壤铅污染。对我国所有土壤点位的污染物含量进行检测后发现，我国铅点位超标率为1.5％。铅在生物体中没有任何生理功能，却可以通过植物根系非代谢性的被动进入植物根内。并随着食物链积累，最终危害人体健康。人体中的铅含量过高，会严重危害造血系统、神经系统和消化系统等。植物修复技术是指利用植物及其根际微生物对土壤中的某些污染物进行吸收、挥发、降解、固化等作用，以修复和消除土壤环境污染的修复技术。相比物理化学方法，生物修复方法具有原位修复，投资少，不引起二次污染，美化景观等优点。相较于超积累草本植物，木本植物巨大的生物量优势可以大大提高单位土地吸收的重金属总量。
2、杞柳为杨柳科柳属的短轮伐灌木，其生长迅速、多萌蘗、易无性繁殖的优点使其成为重要的编织材料和生物能源树种。除此之外，杞柳在对多种非生物胁迫，尤其是重金属胁迫的耐受方面展现出巨大的潜力，是用于重金属的植物修复的理想树种。尤其对铅的吸收量可高达20000mg/kg。铅在杞柳中存在极少的向上转运，根中铅的富集几乎不影响地上洁净柳枝的获取。这些优势使得杞柳在铅污染土壤的植物修复上具有广阔的应用前景。然而，关于杞柳耐铅基因的功能研究还未见报道。前期转录组分析发现，gst基因是在整个杞柳耐铅过程中富集的转录本数量最多的基因。因此，对杞柳重要gst基因的耐铅功能
3、谷胱甘肽巯基转移酶(glutathione s-transferases，gsts)是由一个超基因家族所编码的多功能蛋白，普遍存在于所有真核和原核生物中。gst在n端和c端各有一个结构域。n端结构域包含一个用于结合还原型谷胱甘肽(glutathione，gsh)和发挥催化作用的催化残基，而由5或6个主要螺旋组成的c端结构域，主要用于结合亲电底物并决定gst的特异性和活性。gst的主要功能是通过将gsh偶联到各种疏水和亲电化合物上来催化一系列解毒作用，从而减小重金属等非生物胁迫和病原体等生物胁迫对植物细胞的影响。虽然gst家族已在拟南芥、水稻和油菜等多个植物物种中被鉴定和研究，但有关gst响应重金属的研究还较少，尤其木本植物gst基因的耐重金属研究更少。垂柳中，22个gst基因被克隆，但未对其进行功能探究。杨树patggstu51基因的过表达可以提高转基因杨树的汞耐性。沙梨ppgst基因的过表达也可以提高转基因烟草对镉的耐受性。
4、目前，gst基因对盐、干旱等非生物胁迫的作用已在多个植物物种中被证实，但对于具有较大重金属修复潜力的木本植物—杞柳，其重要gst基因在对铅等重金属的耐受中的作用还未见报道。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的上述问题，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种杞柳sigstu55基因，用于提高植物对铅等重金属的耐受性。本专利技术所要解决的另一技术问题在于提供一种杞柳sigstu55基因的表达蛋白。本专利技术还要解决的技术问题在于提供一种杞柳sigstu55基因的应用，用于构建并筛选抗铅胁迫能力提高的新种质。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种杞柳sigstu55基因，其核苷酸序列如seq id no.1所示。
4、所述杞柳sigstu55基因的表达蛋白，其氨基酸序列如seq id no.2所示。
5、含有所述杞柳sigstu55基因的载体、重组菌或宿主细胞。
6、所述杞柳sigstu55基因在提高山新杨耐铅胁迫能力中的应用。
7、杞柳sigstu55基因在提高山新杨耐铅胁迫能力中的应用，包括：
8、1)构建杞柳sigstu55基因的表达载体；
9、2)将构建的杞柳sigstu55基因的表达载体转化到山新杨中；
10、3)培育筛选并获得耐铅胁迫能力显著提高的转基因山新杨植株。
11、所述表达载体为植物表达载体。
12、所述植物表达载体为ph35gs::sigstu55。
13、杞柳sigstu55基因在提高山新杨耐铅胁迫能力中的应用，所述铅胁迫为1-6mm的硝酸铅。
14、杞柳sigstu55基因在提高拟南芥耐铅胁迫能力中的应用。
15、杞柳sigstu55基因在提高拟南芥耐铅胁迫能力中的应用，所述铅胁迫为0.5mm和3mm的硝酸铅。
16、相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：
17、1)本专利技术从杞柳中分离了sigstu55基因的orf区。sigstu55的转录本全长814nt，包含61nt的5’utr区和93nt的3’utr区，克隆得到的sigstu55基因的orf区长660bp，其核苷酸序列如seq id no.1所示，编码了219个氨基酸，其氨基酸序列如seq id no.2所示。
18、2)本专利技术构建杞柳sigstu55基因的表达载体；将构建的杞柳sigstu55基因的表达载体转化到山新杨中；培育筛选并获得耐铅胁迫能力显著提高的转基因山新杨植株。结果表明，铅胁迫下与对照组山新杨相比，转基因山新杨中gst活性、gsh含量和pc含量以及株高增量显著升高，对铅的耐受性显著增强。表明sigstu55的过量表达在山新杨对铅胁迫的抵抗中发挥正调控作用，有助于揭示sigstu55在植物耐铅中的作用，更好地了解植物抗逆的潜在分子机制。
19、3)本专利技术构建杞柳sigstu55基因的表达载体；将构建的杞柳sigstu55基因的表达载体转化到拟南芥中；培育筛选并获得耐铅胁迫能力显著提高的转基因拟南芥植株。结果表明，铅胁迫下与对照组拟南芥相比，转基因拟南芥根长明显增加，对铅的耐受性显著增强。表明sigstu55的过量表达在拟南芥对铅胁迫的抵抗中发挥正调控作用，有助于揭示sigstu55在植物耐铅中的作用，更好地了解植物抗逆的潜在分子机制。
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1.一种杞柳SiGSTU55基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
2.权利要求1所述杞柳SiGSTU55基因的表达蛋白，其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。
3.含有权利要求1所述杞柳SiGSTU55基因的载体、重组菌或宿主细胞。
4.权利要求1所述杞柳SiGSTU55基因在提高山新杨耐铅胁迫能力中的应用。
5.根据权利要求4所述的杞柳SiGSTU55基因在提高山新杨耐铅胁迫能力中的应用，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的杞柳SiGSTU55基因在提高山新杨耐铅胁迫能力中的应用，其特征在于，所述表达载体为植物表达载体。
7.根据权利要求6所述的杞柳SiGSTU55基因在提高山新杨耐铅胁迫能力中的应用，其特征在于，所述植物表达载体为Ph35gs::SiGSTU55。
8.根据权利要求4所述的杞柳SiGSTU55基因在提高山新杨耐铅胁迫能力中的应用，其特征在于，所述铅胁迫为1-6mM的硝酸铅。
9.权利要求1所述杞柳SiGSTU55基因在提高拟南芥耐铅胁迫能力中
10.根据权利要求9所述的杞柳SiGSTU55基因在提高拟南芥耐铅胁迫能力中的应用，其特征在于，所述铅胁迫为0.5mM和3mM的硝酸铅。
...【技术特征摘要】
1.一种杞柳sigstu55基因，其核苷酸序列如seq id no.1所示。
2.权利要求1所述杞柳sigstu55基因的表达蛋白，其氨基酸序列如seq id no.2所示。
3.含有权利要求1所述杞柳sigstu55基因的载体、重组菌或宿主细胞。
4.权利要求1所述杞柳sigstu55基因在提高山新杨耐铅胁迫能力中的应用。
5.根据权利要求4所述的杞柳sigstu55基因在提高山新杨耐铅胁迫能力中的应用，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的杞柳sigstu55基因在提高山新杨耐铅胁迫能力中的应用，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐立安，辛月，黄瑞芳，胥猛，倪州献，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：
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