本发明属于生物，具体涉及水稻sts1(salt tolerance of seedlings1)蛋白及其相关生物材料在调控水稻耐盐性中的应用。
背景技术：
1、土壤盐渍化是作物生长和生产的主要限制因素之一。我国的盐碱地分布十分广泛，面积可达3.6×107hm2。盐碱胁迫会抑制作物光合作用和生长，导致其生物量的损失和部分不育，最终使产量下降。
2、水稻(oryza sativa l.)作为我国的主要粮食作物，是一种敏感作物，极易受盐碱胁迫的影响。因此，发掘水稻耐盐相关基因，明确其调控耐盐性的机理，将有助于育成耐盐水稻新品种，提升水稻抗逆性。这可以充分开发利用盐碱耕地，通过增加耕地面积来提高粮食产量，对于粮食安全具有重大意义。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是如何调控植物耐盐性。
2、为了解决上述技术问题，本发明首先提供了sts1蛋白质或其相关生物材料的新用途。
3、本发明提供了sts1蛋白质或其相关生物材料在如下1)-3)任一种中的应用：
4、1)调控植物耐盐性；
5、2)培育耐盐性降低的转基因植物；
6、3)植物育种；
7、所述sts1蛋白质为如下(a1)-(a4)任一所述的蛋白质：
8、(a1)序列表中序列2所示的蛋白质；
9、(a2)在(a1)所述蛋白质的n端或/和c端连接标签得到的融合蛋白；
10、(a3)将(a1)经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与植物耐盐性相关的蛋白质；
11、(a4)与(a1)具有98％以上同一性且与植物耐盐性相关的蛋白质。
12、上述(a2)所述蛋白质中，所述标签是指利用dna体外重组技术，与目的蛋白一起融合表达的一种多肽或者蛋白质，以便于目的蛋白的表达、检测、示踪和/或纯化。所述标签可为flag标签、his标签、mbp标签、ha标签、myc标签、gst标签和/或sumo标签等。
13、上述(a3)所述蛋白质中，所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加为不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加或不超过9个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加或不超过8个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加或不超过7个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加或不超过6个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加或不超过5个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加或不超过4个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加或不超过3个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加或不超过2个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加或不超过1个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。
14、上述(a4)所述蛋白质中，所述同一性是指氨基酸序列的同一性。可使用国际互联网上的同一性检索站点测定氨基酸序列的同一性，如ncbi主页网站的blast网页。例如，可在高级blast2.1中，通过使用blastp作为程序，将expect值设置为10，将所有filter设置为off，使用blosum62作为matrix，将gap existence cost，per residue gap cost和lambdaratio分别设置为11，1和0.85(缺省值)并进行检索一对氨基酸序列的同一性进行计算，然后即可获得同一性的值(％)。
15、所述相关生物材料为编码所述sts1蛋白质的核酸分子或含有所述核酸分子的表达盒、重组载体或重组微生物。
16、进一步的，编码所述sts1蛋白质的核酸分子为如下(a1)或(a2)任一所述的dna分子：
17、(a1)序列表中序列1或序列3所示的dna分子；
18、(a2)与(a1)具有75％以上同一性且编码所述蛋白质的dna分子。
19、本领域普通技术人员可以很容易地采用已知的方法，例如定向进化和点突变的方法，对本发明的编码sts1蛋白质的核苷酸序列进行突变。那些经过人工修饰的，具有与本发明分离得到的sts1核苷酸序列75％或者更高同一性的核苷酸，只要编码sts1蛋白质且具有相同功能，均是衍生于本发明的核苷酸序列并且等同于本发明的序列。
20、这里使用的术语“同一性”是指与天然核酸序列的序列相似性。“同一性”包括与本发明的编码序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质的核苷酸序列具有75％或更高，或80％或更高，或85％或更高，或90％或更高，或95％或更高同一性的核苷酸序列。同一性可以用肉眼或计算机软件进行评价。使用计算机软件，两个或多个序列之间的同一性可以用百分比(％)表示，其可以用来评价相关序列之间的同一性。
21、所述表达盒是指能够在宿主细胞中表达sts1蛋白质的dna，该dna不但可包括启动sts1转录的启动子，还可包括终止sts1转录的终止子。更进一步的，所述表达盒还可包括增强子序列。
22、所述载体可为质粒、黏粒、噬菌体或病毒载体。
23、所述微生物可为酵母、细菌、藻或真菌；所述细菌可为农杆菌(如农杆菌eha105)。
24、上述应用中，所述调控植物耐盐性为降低植物耐盐性，所述降低植物耐盐性具体体现为：当植物中sts1蛋白质含量提高或sts1基因表达量提高时，该植物的耐盐性降低。
25、为了解决上述技术问题，本发明还提供了抑制上述sts1蛋白质的物质的新用途。
26、本发明提供了抑制上述sts1蛋白质的物质在如下(d1)-(d3)任一种中的应用：
27、(d1)提高植物耐盐性；
28、(d2)培育耐盐性提高的转基因植物；
29、(d3)植物育种。
30、上述应用中，所述提高植物耐盐性具体体现为：当植物中sts1蛋白质含量降低，或不表达sts1蛋白质时，该植物的耐盐性提高。
31、进一步的，所述抑制上述sts1蛋白质的物质可为抑制上述sts1蛋白质活性的物质或降低sts1蛋白质含量的物质。
32、所述抑制上述sts1蛋白质活性的物质可为抑制sts1蛋白质功能的蛋白质、多肽或小分子化合物。
33、所述降低sts1蛋白质含量的物质可为抑制sts1蛋白质合成或促进sts1蛋白质降解或敲低或敲除sts1基因的物质。
34、更进一步的，所述敲低sts1基因的物质可为干扰植物中sts1基因表达的物质，如mirna、sirna、dsrna、shrna等。
35、所述敲除sts1基因的物质可为以任何方式实现宿主细胞不产生该基因的功能性蛋白质产物的物质，具体方式如去除全部或部分编码基因序列、引入移码突变使得不产生功能性蛋白质、去除或改变调节组分(例如启动子编辑)使得编码基因序列不被转录、通过与mrna的结合阻止翻译等。通常，敲除在基因组dna水平上进行，使得细胞的后代也永久地携带敲除。具体的，所述敲除sts1基因的物质可为任何能够使植物中sts1基因发生突变(所述突变形式可为缺失突变和/或插入突变和/或碱基替换)从而失去活性的物质，如锌指蛋白zfn基因编辑系统或talens基因编辑系统或crispr/cas9基因编辑系统等。在本发明的一个实施方式中，所述敲除sts1基因的物质为sts1基因编辑载体。
36、为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种耐盐性降低的转基因植物的培育方法。
37、本发明提供的耐盐性降低的转基因植物的培育方法包括提高受体植物中sts1蛋白质的活性和/或含量，得到转基因植物的步骤；所述转基因植物的耐盐性低于所述受体植物。
38、进一步的，所述转基因植物的耐盐性低于所述受体植物具体体现在如下x1)-x4)中的任一种：
39、x1)在盐胁迫(如125mm nacl胁迫)下，所述转基因植物的耐盐级别低于所述受体植物；
40、x2)在盐胁迫(如125mm nacl胁迫)下，所述转基因植物的spad低于所述受体植物；
41、x3)在盐胁迫(如125mm nacl胁迫)下，所述转基因植物恢复生长后的存活率低于所述受体植物。
42、再进一步的，所述提高受体植物中sts1蛋白质的活性和/或含量的方法为在受体植物中过表达sts1蛋白质。
43、更进一步的，所述过表达的方法为将所述sts1蛋白质的编码基因导入受体植物。
44、在本发明的一个实施方式中，所述sts1蛋白质的编码基因通过重组质粒pbwa(v)hs-sts1导入受体植物。
45、为了解决上述技术问题，本发明最后提供了一种耐盐性提高的转基因植物的培育方法。
46、本发明提供的耐盐性提高的转基因植物的培育方法包括降低受体植物中sts1蛋白质的活性和/或含量，得到转基因植物的步骤；所述转基因植物的耐盐性高于所述受体植物。
47、进一步的，所述转基因植物的耐盐性高于所述受体植物具体体现在如下y1)-y4)中的任一种：
48、y1)在盐胁迫(如125mm nacl胁迫)下，所述转基因植物的耐盐级别高于所述受体植物；
49、y2)在盐胁迫(如125mm nacl胁迫)下，所述转基因植物的spad高于所述受体植物；
50、y3)在盐胁迫(如125mm nacl胁迫)下，所述转基因植物恢复生长后的存活率高于所述受体植物。
51、再进一步的，所述降低受体植物中sts1蛋白质的活性和/或含量的方法为将敲除sts1基因的物质导入受体植物中。
52、更进一步的，所述敲除sts1基因的物质可为sts1基因编辑载体。
53、在本发明的一个实施方式中，所述sts1基因编辑载体包含靶向sts1基因的grna。所述靶向sts1基因的grna的靶序列为gtccttcaggtcgtcggcggcgg和tggcgcgatttggaggaaggagg。
54、上述任一所述应用或方法中，所述转基因植物不仅包含将sts1基因转化目的植物得到的第一代转基因植物，也包括其子代。对于转基因植物，可以在该物种中繁殖该基因，也可用常规育种技术将该基因转移进入相同物种的其它品种，特别包括商业品种中。所述转基因植物包括种子、愈伤组织、完整植株和细胞。
55、上述任一所述应用或方法中，所述耐盐性为苗期耐盐性。
56、上述任一所述应用或方法中，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(如野生型水稻日本晴)。
57、本发明利用图位克隆方法鉴定到了1个水稻苗期耐盐基因sts1(salt toleranceof seedlings1)，其位于水稻第8号染色体长臂端。进一步通过构建sts1过表达株系和基因编辑株系发现，sts1可负向调节水稻苗期耐盐性。本发明对于耐盐水稻新品种的培育具有重要意义。
1.sts1蛋白质或其相关生物材料在如下1)-3)任一种中的应用：
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述相关生物材料为编码所述sts1蛋白质的核酸分子或含有所述核酸分子的表达盒、重组载体或重组微生物。
3.根据权利要求2所述的核酸分子，其特征在于：编码所述sts1蛋白质的核酸分子为如下(a1)或(a2)任一所述的dna分子：
4.抑制权利要求1中所述sts1蛋白质的物质在如下(d1)-(d3)任一种中的应用：
5.一种耐盐性降低的转基因植物的培育方法，包括提高受体植物中权利要求1中所述sts1蛋白质的含量和/或活性，得到转基因植物的步骤；所述转基因植物的耐盐性低于所述受体植物。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述提高受体植物中权利要求1中所述sts1蛋白质的含量和/或活性的方法为在受体植物中过表达所述sts1蛋白质。
7.一种耐盐性提高的转基因植物的培育方法，包括降低受体植物中权利要求1中所述sts1蛋白质的含量和/或活性，得到转基因植物的步骤；所述转基因植物的耐盐性高于所述受体植物。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述降低受体植物中权利要求1中所述sts1蛋白质的含量和/或活性的方法为将敲除编码所述sts1蛋白质的基因的物质导入受体植物中。
9.根据权利要求1-4任一所述的方法或权利要求5-8任一所述的应用，其特征在于：所述耐盐性为苗期耐盐性。
10.根据权利要求1-4任一所述的方法或权利要求5-8任一所述的应用，其特征在于：所述植物为单子叶植物或双子叶植物。
