BBX16基因在提高植物鹽耐受性中的應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及BBX16基因在提高植物鹽耐受性中的應(yīng)用。
背景技術(shù)
[0002] 土壤鹽漬化是世界性生態(tài)環(huán)境問題之一,是影響農(nóng)、林業(yè)生產(chǎn)的主要因素。鹽脅迫影響植物的發(fā)芽、生長,最終導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)。通常,在鹽脅迫下,植物表現(xiàn)出種子低萌發(fā)率以及營養(yǎng)和生殖階段生長延遲,嚴(yán)重時導(dǎo)致植物葉片發(fā)黃死亡。目前全球耕地鹽漬化對農(nóng)作物的生產(chǎn)已構(gòu)成較大威脅,并呈現(xiàn)逐年增長的趨勢。了解植物鹽脅迫適應(yīng)性機(jī)制有利于科學(xué)選育耐鹽作物,進(jìn)而有效利用鹽地灘涂減輕日益增加的糧食壓力。
[0003] BBX?(B?box)?是鋅指結(jié)構(gòu)蛋白家族的一個亞家族,其氨基酸序列中包含1個或2個參與蛋白質(zhì)?蛋白質(zhì)之間互作的B?box基序。BBX蛋白家族根據(jù)蛋白質(zhì)序列分為五個主要亞家族,其中BBX16屬于第三亞家族,該亞家族成員共有四個(BBX14?BBX17),它們有一個B?box基序和一個CCT結(jié)構(gòu)域,根據(jù)文獻(xiàn)介紹BBX家族蛋白廣泛參與生物脅迫和非生物脅迫等,但是在參與鹽脅迫中的功能尚未有明確的研究。
發(fā)明內(nèi)容
[0004] 本發(fā)明的目的是提供BBX16基因在提高植物鹽耐受性中的應(yīng)用。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案概述如下:
[0006] 基于TAIR官網(wǎng)(http://www.arabidopsis.org/)公布的擬南芥全基因組測序,獲得擬南芥BBX16基因(B?BOX轉(zhuǎn)錄因子,也即是AT1G73870)的核苷酸序列信息。BBX16基因編碼框核苷酸序列長度為1179bp,由392個氨基酸組成,其序列可以通過TAIR官網(wǎng)查詢獲得。
[0007] 本發(fā)明還構(gòu)建一系列植物表達(dá)載體,含有上述基因的表達(dá)載體、重組載體或轉(zhuǎn)基因植物系以及含有所述載體的宿主細(xì)胞在提高植物耐鹽性方面的功能也落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0008] 本發(fā)明所保護(hù)的基因的功能,不僅包括上述BBX16基因,還包括與BBX16基因具有較高同源性(如同源性高于80%;更佳地高于90%;更佳地高于95%;更佳地高于98%)的同源基因在耐鹽性方面的功能。
[0009] 本發(fā)明根據(jù)BBX16的CDS基因序列構(gòu)建了35S啟動的pCAMBIA1300過表達(dá)載體,通過農(nóng)桿菌侵染獲得了BBX16過表達(dá)株系,分析了bbx16突變體和BBX16過表達(dá)轉(zhuǎn)基因系在鹽脅迫中的生物學(xué)功能,從而為作物抗鹽分子育種提供基因資源。
[0010] 本發(fā)明公開的BBX16基因在植物耐鹽中的生物學(xué)功能,具體表現(xiàn)在:在鹽脅迫下,BBX16敲除突變株的種子萌發(fā)率和/或萌發(fā)速率低于野生型;而BBX16過表達(dá)株系的種子萌發(fā)率和/或萌發(fā)速率高于野生型。
[0011] 上述應(yīng)用通過在培養(yǎng)基和土壤中模擬鹽脅迫實驗得出結(jié)論。
[0012] 根據(jù)其功能,可以通過轉(zhuǎn)基因的方式來獲得耐鹽的植株,具體地,可以通過將BBX16基因?qū)肽康闹参?,得到轉(zhuǎn)基因植物,該植株耐鹽性高于目的植物。
[0013] 具體地,BBX16基因具體可通過所述重組表達(dá)載體導(dǎo)入所述目的植物。所述方法中,所述重組表達(dá)載體可通過使用Ti質(zhì)粒、Ri質(zhì)粒、植物病毒載體、直接DNA轉(zhuǎn)化、顯微注射、電導(dǎo)、農(nóng)桿菌介導(dǎo)等常規(guī)生物學(xué)方法轉(zhuǎn)化植物細(xì)胞或組織,并將轉(zhuǎn)化的植物組織培育成植株。
[0014] 為了提高植物的優(yōu)良性狀,本發(fā)明還保護(hù)一種新的植物育種方法,包括如下步驟(1)或(2):
[0015] (1)通過增加目的植物中BBX16蛋白的活性,獲得耐鹽性強(qiáng)于目的植物的植株;
[0016] (2)通過促進(jìn)目的植物中BBX16基因的表達(dá),獲得耐鹽性強(qiáng)于目的植物的植株;
[0017] “促進(jìn)目的植物中BBX16基因的表達(dá)”的實現(xiàn)方式可為如下(1)或(2)或(3):
[0018] (1)將BBX16基因?qū)肽康闹参铮?
[0019] (2)引入強(qiáng)啟動子和/或增強(qiáng)子;
[0020] (3)本領(lǐng)域內(nèi)的其它常見方法。
[0021] 其中,目的植物(target?plant),本發(fā)明所述目的植物是擬南芥。
[0022] 目的基因(target?gene),也稱靶標(biāo)基因,在基因工程設(shè)計和操作中,被用于基因重組、改變受體細(xì)胞性狀和獲得預(yù)期表達(dá)產(chǎn)物的基因。可以是生物體本身的,也可以是來自不同生物體的。
[0023] 本發(fā)明中,對于適用于本發(fā)明的植物沒有特別的限制,只要其適合進(jìn)行基因的轉(zhuǎn)化操作,如各種農(nóng)作物、花卉植物、或林業(yè)植物等。所述的植物比如可以是(不限于):雙子葉植物、單子葉植物或裸子植物。
[0024] 作為一種優(yōu)選方式,所述的“植物”包括但不限于:擬南芥,凡是具有該基因或者與之同源的基因均適用。