本发明属于植物基因工程,具体涉及二色补血草基因lbap2/erf32及其应用。
背景技术:
1、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解,而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、土壤作为农业的基本生产资料,其质量直接关系到农业发展和粮食安全,然而目前土壤盐渍化问题十分严重,对农业发展和粮食安全造成了极大的威胁。目前改良盐碱地主要包括物理改良、化学改良、水利工程措施、生物改良四种方法。生物改良是通过盐生植物“适盐种植”、引种和驯化耐盐碱植物新品种、通过传统杂交手段或基因工程培育耐盐新品种,施用微生物肥料等方式改良盐碱地,相较于其他方法,生物改良在改善盐碱地中最环保也最为彻底。
3、盐生植物是指能够在200mm nacl及以上盐渍生境条件下能够正常生长发育并完成生活史的植物类群。一般来说,盐生植物由于长期适应盐渍生境,进化出了耐盐的生理和分子机制及特殊的结构,泌盐盐生植物二色补血草具有十六细胞盐腺复合体,可以将体内积累的过多na+排出体外。然而,发明人发现,目前对盐腺的研究集中在形态结构和泌盐功能上,但对其发育及抗盐的分子机理研究还尚未解析,因此研究盐腺发育及泌盐相关的基因对于解释植物抗盐机制和提高盐碱地的利用效率具有重要意义。
技术实现思路
1、为了克服上述技术问题,本发明提供二色补血草基因lbap2/erf32及其应用。具体的,本发明通过研究发现,沉默上述基因株系的sod酶、pod酶、cat酶活性均低于空载株系,表明沉默株系叶片中抗氧化酶能力降低,导致ros积累或者不能被有效清除,从而使叶片组织遭受氧化胁迫程度加深,由此表明lbap2/erf32在二色补血草中耐盐中发挥着正向调控作用。基于上述研究成果,从而完成本发明。
2、为实现上述技术目的,本发明采用的技术方案如下:
3、本发明的第一个方面,提供一种二色补血草基因,其命名为lbap2/erf32(lb2g14121.1),所述二色补血草基因具有(a1)-(a4)中任一所述核苷酸序列:
4、(a1)seq id no.1所示的核苷酸序列;
5、(a2)与(a1)的核苷酸序列编码相同氨基酸序列的蛋白质、但因遗传密码的简并性而在序列上不同的核苷酸序列;
6、(a3)与(a1)或(a2)所示的核苷酸序列具有≥90%一致性且编码相同功能性蛋白质的核苷酸序列;
7、(a4)与(a1)-(a3)任一项互补的核苷酸序列。
8、本发明的第二个方面,提供二色补血草蛋白,所述蛋白是由上述二色补血草基因编码获得。
9、所述二色补血草蛋白具有(b1)-(b3)中任一所述氨基酸序列:
10、(b1)seq id no.2所示的氨基酸序列;
11、(b2)将seq id no.2所示的氨基酸序列经过一个或多个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能由seq id no.2所示的氨基酸序列衍生的蛋白质;
12、(b3)其它基因编码的与seq id no.2所示的氨基酸序列组成具有相似性达到90%以上并且具有seq id no.2所示的蛋白的活性的蛋白;
13、本发明的第三个方面,提供含有上述二色补血草基因的重组表达载体、转基因细胞系、宿主菌或转基因植物。
14、本发明的第四个方面,提供上述二色补血草基因、二色补血草蛋白、含有上述二色补血草基因的重组表达载体、转基因细胞系、宿主菌或转基因植物在如下任意一种或多种中的应用:
15、(c1)调控植物泌盐能力;
16、(c2)调控植物盐腺的na+、k+的分泌速率和含量;
17、(c3)调控植物盐腺数量;
18、(c4)调控植物抗氧化性能;
19、(c5)调控植物耐盐性能;
20、(c6)培育耐盐植物。
21、本发明的第五个方面,提供一种使二色补血草泌盐能力降低(具体表现为降低二色补血草盐腺的na+、k+的分泌速率和含量、减少二色补血草盐腺数量,降低其抗氧化性能)的方法,所述方法包括抑制其所述二色补血草基因的表达。
22、其中,所述抑制其所述二色补血草基因的表达可采用现有已知方法进行,如t-dna插入突变、crispr/cas9基因编辑或病毒介导的vigs等,在此不做具体限定。
23、本发明的第六个方面,提供一种促进植物泌盐能力的方法,所述方法选自如下(d1)或(d2):
24、(d1)使植物表达所述二色补血草蛋白;
25、(d2)在植物种过表达所述二色补血草基因。
26、上述一个或多个技术方案的有益技术效果:
27、上述技术方案首次报道了一种二色补血草基因lbap2/erf32,经试验验证,沉默上述基因株系的sod酶、pod酶、cat酶活性均低于空载株系,表明沉默株系叶片中抗氧化酶能力降低,导致ros积累或者不能被有效清除,从而使叶片组织遭受氧化胁迫程度加深,由此表明lbap2/erf32在二色补血草中耐盐中发挥着正向调控作用,为解释植物抗盐机制和提高盐碱地的利用效率奠定了基础,因此具有广泛的应用前景。
1.一种二色补血草基因,其命名为lbap2/erf32,其特征在于,所述二色补血草基因具有(a1)-(a4)中任一所述核苷酸序列:
2.一种二色补血草蛋白,其特征在于,所述二色补血草蛋白是由权利要求1所述二色补血草基因编码获得;
3.含有权利要求1所述的二色补血草基因的重组表达载体、转基因细胞系、宿主菌或转基因植物;
4.权利要求1所述二色补血草基因、权利要求2所述二色补血草蛋白、含有权利要求1所述二色补血草基因的重组表达载体、转基因细胞系、宿主菌或转基因植物在如下任意一种或多种中的应用:
5.如权利要求4所述应用,其特征在于,所述植物是单子叶植物或双子叶植物;进一步的,所述植物为二色补血草和烟草。
6.一种使二色补血草泌盐能力降低的方法,其特征在于,所述方法包括抑制其如权利要求1所述的二色补血草基因的表达。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述抑制其所述二色补血草基因的表达的方法包括t-dna插入突变、crispr/cas9基因编辑或病毒介导的vigs。
8.一种促进植物泌盐能力的方法,其特征在于,所述方法选自如下(d1)或(d2):
9.如权利要求8所述方法,其特征在于,所述植物为盐生植物,进一步优选为二色补血草。
10.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述过表达通过导入具有所述二色补血草基因的质粒、将强启动子与所述二色补血草基因可操作地连接或通过导入增强子的方式实现。
