OsCBL1蛋白在培育耐低钾逆境胁迫植物中的应用制造技术

本发明专利技术公开了OsCBL1蛋白在培育耐低钾逆境胁迫植物中的应用。本发明专利技术提供了一种培育耐低钾逆境胁迫的植物的方法，包括如下步骤：将OsCBL1蛋白的编码基因导入目的植物，得到对低钾逆境胁迫耐受能力增强的转基因植株；所述OsCBL1蛋白获自水稻（Oryza?sativa），是如下（a）或（b）：（a）由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；（b）将序列1的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物耐低钾逆境胁迫相关的由序列1衍生的蛋白质。本发明专利技术可用于提高植物耐低钾能力，为培育适用于钾贫瘠土壤的水稻新品种提供了保障。

【技术实现步骤摘要】
OsCBLI蛋白在培育耐低钾逆境胁迫植物中的应用
本专利技术属于基因工程领域，涉及OsCBLl蛋白在培育耐低钾逆境胁迫植物中的应用。
技术介绍
钾是植物生长发育所必需的营养元素，是植物体内含量最丰富的一价阳离子，约占植物干重的2%-10%。钾在植物体内具有分布广、含量高、移动性强等特点，主要集中在生命活动最旺盛的部位，通常优先分布于芽、幼叶、上部茎和根尖等生长活动旺盛的器官与组织中，当K+供应充足时，则更多的在下部茎、叶和根等组织中积累。钾参与生命活动的方式与氮、磷不同。钾不参与任何有机物质的形成，但钾的许多生理作用却是其它元素所不可替代的。钾在植物体中的作用可以分成以下几类调节酶的活性，促进氮的吸收和蛋白质合成，调节韧皮部溶质运输，影响光合作用，调节细胞膨压和渗透势,维持细胞电荷平衡等。土壤中的钾是植物钾素最主要的来源。自然条件下植物吸收的钾元素除少部分来自灌溉水外，其余全靠土壤供给，即使在栽培作物施用钾肥的情况下，作物吸收的钾也有 40-80%来自土壤。因此，土壤中钾的状况对植物的钾营养和钾肥施用效果有着极其重要的意义。土壤全钾含量一般占土壤总重的O. 1%-3%，由于植物只能从土壤中吸收以离子形式存在的钾元素，因此其中只有大约2%的钾对植物直接有效，其余的钾都以不能被植物直接吸收利用的形式被固定在土壤矿物中。对一般农作物而言，土壤溶液K+含量在40ppm (约lmmol/L)以上时能够基本满足作物生长的需要，实际土壤溶液中的K+含量在l-200ppm (约0.025-5mmol/L)之间的范围内，但植物根际的钾浓度因为土壤耗竭带和不可交换钾等原因的存在，通常低于O. 3mmol/ L。当植株每千克干重中的钾元素含量低于IOg时，植株就会出现缺钾性状。如果在生长发育过程中钾供应不足，植株茎杆 会变得柔弱、易倒伏，抗旱、抗寒性降低，叶片失水，蛋白质、 叶绿素等物质被分解破坏，叶色变黄而且叶组织会逐渐衰老，最终明显影响产量。目前我国农作物生产发展所面临的严峻状况是土壤缺钾且钾肥资源极其匮乏，因此从经济上和长远的战略上考虑，深入了解和认识植物对低钾胁迫的反应机制，提高农作物的耐低钾能力，对于提高农作物的产量和质量具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供OsCBLl蛋白在培育耐低钾逆境胁迫植物中的应用。本专利技术提供了一种培育耐低钾逆境胁迫的植物的方法，包括如下步骤将OsCBLl 蛋白的编码基因导入目的植物，得到对低钾逆境胁迫耐受能力增强的转基因植株；所述OsCBLl蛋白获自水稻(Oryza sativa),是如下(a)或(b):(a)由序列表中序列I所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)将序列I的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物耐低钾逆境胁迫相关的由序列I衍生的蛋白质。所述OsCBLl蛋白的编码基因为如下I)或2)或3)或4)的DNA分子I)序列表中序列2自5’末端第I至639位核苷酸所示的DNA分子；2)序列表中序列2所示的DNA分子；3)在严格条件下与I)或2)限定的DNA序列杂交且编码植株耐低钾逆境胁迫相关蛋白的DNA分子；4)与I)或2)限定的DNA序列具有90%以上同源性且编码植物耐低钾逆境胁迫相关蛋白的DNA分子。上述严格条件可为在6XSSC，0. 5%SDS的溶液中，在65° C下杂交，然后用 2XSSC、0. 1%SDS 和 I XSSC,O. 1%SDS 各洗膜一次。所述OsCBLl蛋白的编码基因可通过表达载体导入所述目的植物。可用现有的植物表达载体构建含有所述基因的重组表达载体。所述植物表达载体包括双元农杆菌载体和可用于植物微弹轰击的载体等。所述植物表达载体还可包含外源基因的3’端非翻译区域，即包含聚腺苷酸信号和任何其它参与mRNA加工或基因表达的DNA 片段。所述聚腺苷酸信号可引导聚腺苷酸加入到mRNA前体的3’端。使用所述基因构建重组植物表达载体时，在其转录起始核苷酸前可加上任何一种增强型启动子或组成型启动子，它们可单独使用或与其它的植物启动子结合使用；此外，使用本专利技术的基因构建植物表达载体时，还可使用增强子，包括翻译增强子或转录增强子，但必需与编码序列的阅读框相同，以保证整个序列的正确翻译。所述翻译控制信号和起始密码子的来源是广泛的，可以是天然的，也可以是合成的。翻译起始区域可以来自转录起始区域或结构基因。为了便于对转基因植物细胞或植物进行鉴定及筛选，可对所用植物表达载体进行加工，如加入可在植物中表达的编码可产生颜色变化的酶或发光化合物的基因、具有抗性的抗生素标记物或是抗化学试剂标记基因等。从转基因植物的安全性考虑，可不加任何选择性标记基因，直接以逆境筛选转化植株。所述表达载体具体可为在1301-Ubiq质粒的多克隆位点(如BamH I和Kpn I酶切位点之间)插入所述OsCBLl蛋白的编码基因得到的重组质粒甲。携带有所述OsCBLl蛋白的编码基因的表达载体可通过使用Ti质粒、Ri质粒、植物病毒载体、直接DNA转化、显微注射、电导、农杆菌介导、基因枪法、花粉管通道法等常规生物学方法转化植物细胞或组织，并将转化的植物组织培育成植株。所述基因可通过所述重组质粒甲导入所述目的植物中。所述目的植物为单子叶植物或双子叶植物。所述单子叶植物可为水稻，如水稻品种“日本晴”。所述双子叶植物可为拟南芥，如哥伦比亚生态型拟南芥或其突变株。所述突变株具体可为cbl I cb 19双突变体。所述“对低钾逆境胁迫耐受能力增强”体现为植株对K+的吸收能力增强和/或植株(植株的地下部分和/或地上部分)中的K+含量增加。本专利技术还保护所述OsCBLl蛋白或所述OsCBLl蛋白的编码基因在培育耐低钾逆境胁迫植物中的应用。所述植物为单子叶植物或双子叶植物。所述单子叶植物可为水稻，如水稻品种“日本晴”。 所述双子叶植物可为拟南芥，如哥伦比亚生态型拟南芥或其突变株。所述突变株具体可为cbllcbl9双突变体。以上任一所述“低钾”可为钾离子浓度为ImM以下，如lOOiiM以下、10iiM以下、 5uM以下或Oil M0本专利技术还保护所述OsCBLl蛋白、所述OsCBLl蛋白的编码基因或以上任一所述方 法在植物育种中的应用。所述植物为单子叶植物或双子叶植物。所述单子叶植物可为水稻， 如水稻品种“日本晴”。所述双子叶植物可为拟南芥，如哥伦比亚生态型拟南芥或其突变株。 所述突变株具体可为cbllcbl9双突变体。本专利技术公开了水稻OsCBLl蛋白及其编码基因的工程应用，特别公开了该基因在 提高植物对土壤中有效钾利用效率方面的应用。OsCBLl蛋白在水稻中负责调控从土壤中吸 收K+。OsCBLl基因的敲除突变体导致水稻对K+的吸收显著减少，并出现明显的缺钾褐斑。 OsCBLl基因过表达植物对K+的吸收能力大大增加。本专利技术可用于提高植物耐低钾能力，为 培育适用于钾贫瘠土壤的水稻新品种提供了保障。附图说明图1为oscbll突变体植株中T-DNA的插入位置。图2为实施例3中的PCR扩增产物的0. 8%琼脂糖凝胶电泳图。图3为实施例3中各个株系中OsCBLl基因的相对表达量。图4为实施例3中水稻品种“Dongjin”、oscbll突变体植株的全植株照片。图5为实施例3中水稻品种“日本晴”和OsCB本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种培育耐低钾逆境胁迫的植物的方法，包括如下步骤：将OsCBL1蛋白的编码基因导入目的植物，得到对低钾逆境胁迫耐受能力增强的转基因植株；所述OsCBL1蛋白是如下（a）或（b）：（a）由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；（b）将序列1的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物耐低钾逆境胁迫相关的由序列1衍生的蛋白质。

【技术特征摘要】
1.一种培育耐低钾逆境胁迫的植物的方法，包括如下步骤^fOsCBLl蛋白的编码基因导入目的植物，得到对低钾逆境胁迫耐受能力增强的转基因植株； 所述OsCBLl蛋白是如下(a)或(b) Ca)由序列表中序列I所示的氨基酸序列组成的蛋白质； (b)将序列I的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物耐低钾逆境胁迫相关的由序列I衍生的蛋白质。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述编码基因为如下I)或2)或3)或4)的DNA分子 1)序列表中序列2自5’末端第I至639位核苷酸所示的DNA分子； 2)序列表中序列2所示的DNA分子； 3)在严格条件下与I)或2)限定的DNA序列杂交且编码植株耐低钾逆境胁迫相关蛋白的DNA分子； 4)与I)或2)限定的DNA序列具有90%以上同源性且编码植物耐低钾逆境胁迫相关蛋白的DNA分子。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述编码基因通过表达载体导入所述目的植物。4.如权利要求1或3中任一所述的方法，其特征在于所述目的植物为单子叶植物或双子叶植物。5.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：王毅，武维华，李娟，龙雨，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：