本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了高粱抗鹽基因SbSAP14及其應(yīng)用。高粱抗鹽基因SbSAP14的核苷酸序列如SEQIDNO:1所示，其所編碼的蛋白的氨基酸序列如SEQIDNO:2所示。本發(fā)明專利技術(shù)還驗(yàn)證了高粱抗鹽基因SbSAP14能夠提高植物抗鹽性能，為SbSAP14基因在高粱的抗鹽脅迫過(guò)程中的作用提供理論基礎(chǔ)，并為高粱的逆境信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑網(wǎng)絡(luò)的建立提供理論依據(jù)，并可為將來(lái)利用SbSAP14基因來(lái)改良高粱或其他重要的糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物，得到抗鹽植物新品種提供新的基因資源。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于基因工程領(lǐng)域，具體涉及高粱抗鹽基因SbSAPM、含有SbSAPM基因的重組表達(dá)載體、基因編碼的蛋白，以及基因在提高植物抗鹽性能上的應(yīng)用。
技術(shù)介紹
非生物脅迫，諸如干旱、鹽、極端溫度、高光、重金屬等，影響了作物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成巨大威脅，嚴(yán)重影響了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。非生物脅迫是全球范圍內(nèi)作物減產(chǎn)的主要原因，幾種最主要的作物平均減產(chǎn)高達(dá)50%以上(Vij and Tyagi 2007)。隨著作物栽培擴(kuò)大到一些并不適宜作物生長(zhǎng)的地區(qū)，培育出具有抗逆性的植物品種變得越來(lái)越重要(Kathuria et al. 2007)。轉(zhuǎn)基因方法為提高植物對(duì)非生物脅迫的耐受力提供了新途徑。因而，克隆、鑒定抗逆相關(guān)基因，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)改良和創(chuàng)造作物抗逆新種質(zhì)，對(duì)選育抗逆植物新品種具有重要的促進(jìn)意義。高粱(Sorghum bicolor L. Moench)是禾本科高粱屬的一年生草本植物，是全世界種植的第五大禾谷類作物，具有C4植物高光效特征。作為糧食作物，高粱抗旱、耐鹽堿和貧瘠土壤，在干旱和半干旱農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有及其重要的位置。除此之外，它也是重要的飼料植物和釀造業(yè)原料。高粱遺傳多樣性豐富，雜種優(yōu)勢(shì)強(qiáng)，雜優(yōu)利用廣泛。基于高粱自身的優(yōu)點(diǎn)，從高粱中克隆到相關(guān)的抗逆基因，并對(duì)其進(jìn)行功能鑒定、明確基因功能，可為作物的分子育種提供理論上的指導(dǎo)，并為創(chuàng)制具有耐 旱、耐鹽性轉(zhuǎn)基因水稻和高粱作物等新種質(zhì)、新材料提供了研究基礎(chǔ)，也為改良和提高干旱、半干旱及鹽堿地區(qū)生長(zhǎng)的作物抗逆性提供了候選基因資源。脅迫相關(guān)蛋白(Stress Associated Protein, SAP),是一類涉及脅迫應(yīng)答和脅迫調(diào)控的鋅指蛋白，該家族的典型特征是含有特異性的A20/AN1鋅指結(jié)構(gòu)域。近年研究發(fā)現(xiàn)SAP蛋白在植物中具有抗非生物脅迫的功能，因而日漸受到重視。2004年，Mukhopadhyay等人從秈稻中克隆到一個(gè)含有A20和ANl鋅指結(jié)構(gòu)的基因，A20和ANl鋅指分別位于N端和C段。這個(gè)基因被命名為OsiSAPl，是植物中發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)SAP基因，超表達(dá)OsiSAPl的轉(zhuǎn)基因煙草抵抗多種非生物脅迫的能力增強(qiáng)(Mukhopadhyay et al. , 2004) oVi j等人應(yīng)用實(shí)時(shí)定量PCR技術(shù)分析了非生物脅迫對(duì)水稻SAP家族基因表達(dá)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)所有的水稻SAP基因均受到一種或幾種非生物脅迫的誘導(dǎo)(Vij and Tyagi 2006)。在此之后，水稻中另外兩個(gè)SAP基因取得了與OsiSAPl相似的研究結(jié)果。受到熱、冷、鹽、干燥、重金屬等多種脅迫誘導(dǎo)。超表達(dá)的轉(zhuǎn)基因煙草和水稻植株，對(duì)鹽、干旱和冷脅迫的耐受力在種子萌發(fā)期和幼苗期均明顯提高，表現(xiàn)在萌發(fā)率、脅迫恢復(fù)后鮮重獲得量等方面(Kannegantiand Gupta 2008)。值得一提的是，轉(zhuǎn)基因水稻在開(kāi)花期對(duì)鹽和干旱具有抗性，而且與未受脅迫的轉(zhuǎn)基因植株相比產(chǎn)量上沒(méi)有損失。超表達(dá)Z/P777的轉(zhuǎn)基因煙草植株對(duì)低溫和高溫脅迫的耐受力增強(qiáng)，但同時(shí)對(duì)鹽和干旱脅迫敏感性增強(qiáng)(Huang et al. 2008)。上述研究結(jié)果揭示SAP基因家族在植物應(yīng)答不同的非生物脅迫過(guò)程中發(fā)揮不同的功能。超表達(dá)該家族基因可以增強(qiáng)植物的抗逆性，表明SAP基因家族是通過(guò)基因工程提高作物抗脅迫能力的具有應(yīng)用價(jià)值的有效基因。同一家族的基因在不同植物中表達(dá)的時(shí)間和空間存在差異，而且功能也有所不同。不同的植物可能采用不同的分子機(jī)制來(lái)調(diào)控植物對(duì)各種生物脅迫和非生物脅迫的應(yīng)答，因此，研究高粱中的基因在整個(gè)脅迫應(yīng)答調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中所起的作用，以及說(shuō)產(chǎn)基因在抗逆過(guò)程的作用，對(duì)于對(duì)將來(lái)利用高粱產(chǎn)基因來(lái)改良重要的糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物得到抗逆能力增強(qiáng)的新品種具有十分重要的實(shí)踐意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的一個(gè)目的在于提供高粱抗鹽脅迫基因SbSAPM及其在提高植物抗鹽性能上的應(yīng)用。本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案是 高粱抗鹽蛋白SbSAP14，其氨基酸序列如SEQ ID N0:2所示。高粱抗鹽基因SbSAPM,其編碼SEQ ID NO: 2所示的蛋白。高粱抗鹽基因SbSAPM,其核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。含有高粱抗鹽基因·SbSAPM的重組表達(dá)載體、轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系或重組菌。重組表達(dá)載體中的載體為pCAMBIA1390表達(dá)載體。高粱SbSAPM基因在提高植物抗鹽性能上的應(yīng)用。所述植物為禾本植物。所述禾本植物為水稻、高粱、大麥、玉米。一種抗鹽轉(zhuǎn)基因植物的培育方法，是將高粱抗鹽基因SbSAP 14導(dǎo)入目的植物中，得到抗鹽性能有所提高的轉(zhuǎn)基因植物。所述目的植物為水稻、高粱、大麥或玉米。本專利技術(shù)的有益效果在于 本專利技術(shù)克隆得到了高粱抗鹽脅迫基因SbSAP 14，并且驗(yàn)證高粱基因在提高植物抗鹽性能上的作用。本專利技術(shù)可以為研究基因在水稻、高粱等禾本植物在抗鹽脅迫過(guò)程中的作用提供理論基礎(chǔ)，并為高粱的逆境信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑網(wǎng)絡(luò)的建立提供理論依據(jù)，并可為將來(lái)利用SbSAPM基因來(lái)改良高粱或其他重要的糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物，得到抗鹽植物新品種提供新的基因資源。附圖說(shuō)明圖1是cDNA PCR擴(kuò)增產(chǎn)物電泳圖(M :DNA DL 2000分子量標(biāo)準(zhǔn)；1-4 :PCR產(chǎn)物)； 圖2是表達(dá)載體質(zhì)粒酶切鑒定圖(M: Marker;1:表達(dá)載體質(zhì)粒2 :表達(dá)載體質(zhì)粒雙酶切產(chǎn)物); 圖3是21d齡Ub1::SbSAPM水稻苗的SbSAPM表達(dá)水平的RT-PCR檢測(cè)結(jié)果圖(WT 日本晴；1..Ub1::SbSAPM-1 ； 2 M1: :SbSAP14~2 ；3 M1: :SbSAP14~3 ；4 -Mb1::SbSAP 14~4 ；5 ..Ub1::SbSAP 14-5 ·, XX) -Mb1::SbSAP 14-10 ；16 -Mb1::SbSAP14~16 ；24 -Mb1::SbSAP14~24 ；27 M1: :SbSAP14-27)；圖4是14d齡的油水稻鹽脅迫3d后的表型(左圖對(duì)照，正常條件下培養(yǎng)3d后的水稻苗；右圖250mMNaCl脅迫處理3d后的水稻苗；WT:日本晴；#1:Ub1::SbSAP 14-1 ；#4 M1: :SbSAP14~4 ；#27 M1: :SbSAP14~27)； 圖5是21d齡的Ub1::SbSAPM水稻鹽脅迫IOd再恢復(fù)澆水7d后的表型(上圖對(duì)照，正常條件下繼續(xù)培養(yǎng)的水稻苗；下圖250mM NaCl脅迫下的水稻苗；從左至右依次為日本晴；Ub1::SbSAPM-1 ·’ Ub1::SbSAP 14~4 ； Ub1::SbSAP14~27)； 圖6是21d齡的Ub1::SbSAPM水稻受250mM NaCl脅迫IOd再恢復(fù)澆水7d后的存活率統(tǒng)計(jì)圖(WT :日本晴；#1 M1::SbSAPM-1 ；#4 M1: :SbSAP14~4 ；#27 M1: :SbSAP14~27 ;*代表/7 < O. 05，** 代表/7 < O. 01) 圖7是Ub1::SbSAPM水稻種子在不同濃度NaCl脅迫下萌發(fā)率的統(tǒng)計(jì)圖(CK代表對(duì)照組即正常培養(yǎng)條件下；WT :日本晴；#1 -.Ub1::SbSAPM-1 ；#4 -Mb1::SbSAP 14~4 ；#27 Ub1: :SbSAP14-27 涔< O. 05，** 代表/本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
高粱抗鹽蛋白SbSAP14，其氨基酸序列如SEQ?ID?NO:2所示。
【技術(shù)特征摘要】
1.高粱抗鹽蛋白SbSAP14，其氨基酸序列如SEQID NO:2所示。2.高粱抗鹽基因SbSAP14其編碼權(quán)利要求1所述的蛋白。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基因，其核苷酸序列如SEQID NO:1所示。4.含有權(quán)利要求2或3所述的高粱抗鹽基因SbSAP14的重組表達(dá)載體、轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系或重組菌。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的重組表達(dá)載體，其特征在于，所述重組表達(dá)載體中的載體為PCAMBIA1390表達(dá)載體。6.權(quán)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王小菁，王瑛華，孫姝蘭，彭建宗，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：華南師范大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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