[发明专利]小麦应答非生物胁迫抗性基因TaCEO及其应用

说明书

技术领域

本发明属于生物基因工程技术领域，尤其涉及小麦应答非生物胁迫抗性基因TaCEO及其应用。

背景技术

我国是世界上干旱半干旱地区面积较大的国家，旱地面积占全国总土地面积的52.5％，其中典型地带——黄土高原水土流失区，耕地约占半干旱地区的1/3，坡耕地占到耕地面积的75％，平均单位(667m²)产量低于150kg，不少地方还在100kg以下。但是目前该地区的灌溉面积仅为20％左右，单位面积产量仅为全国平均值的一半，其中典型半干旱地区，如黄土高原丘陵沟壑区，灌溉面积不足10％，单产仅为全国平均的三分之一。与此同时，我国是水资源匮乏的国家之一，人均水资源占有量仅为世界平均数的1/4，且近20年来，随着人口的剧增、耕地锐减、环境资源恶化，水资源的匮乏已经成为制约农业生产可持续发展的最大障碍。而且预计在相当长的时间内这种局面不会有很大的改善。除了干旱之外，壤盐渍化严重影响农作物生长和产量。随着经济的发展，土壤盐渍化愈来愈严重，已成为一个全球关注的社会问题；特别是我国人口众多，土壤盐渍化已经成为制约我国经济和社会发展的重要因素。所以，培育耐盐抗旱农作物新品种已成为当前一个十分迫切的任务。

除了传统育种方法外，利用基因工程和细胞工程等新技术可以快速稳定地获得具有优良耐盐抗旱能力的作物新品种。利用转基因技术将新的耐盐抗旱功能基因转入到作物中，以此高效开发耐盐抗旱转基因作物新品种，用于在盐碱地及干旱地区种植是一项具有广阔应用前景的技术。其前提是，必须较系统地了解植物耐盐抗旱机制，分离高效的与耐盐抗旱相关的基因。

多年来，有关植物耐盐抗旱机制方面的研究已取得了较大的进展，克隆了大量高盐、水分胁迫相关基因，为进一步阐明植物耐盐抗旱的分子机制提供了理论线索和依据。一些实验表明，将植物本身以及其他生物中与耐盐抗旱相关的基因转入植物中，其异源转录和翻译产物可以使转基因植物的耐盐抗旱能力明显提高。

目前，已发现了一些能显著改变植物耐盐抗旱能力的基因，其中除了耐盐抗旱调节相关的转录因子相关基因外，还包括一些能够通过对转录因子进行修饰化作用以改变其调控能力的功能基因。后者可通过调节转录因子调控能力及其下游抗旱相关基因的表达来调控植物的耐盐抗盐能力。研究表明，将这些基因转化到植物中，可以明显提高植物的抗旱能力。

CEO蛋白是一类非常重要的蛋白质，参与植物对多种非生物胁迫的响应过程。近年来已有试验表明，拟南芥中的CEO蛋白可以提高酵母的抗氧化能力，但有关TaCEO基因在植物抗旱过程中的作用尚未见报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种耐盐抗旱基因——小麦抗非生物胁迫基因TaCEO及其应用。

本发明的技术方案是：从小麦中分离得到了CEO基因——TaCEO，并构建双子叶植物表达载体pBI121/TaCEO转化模式植物拟南芥，以鉴定基因的功能并最终将该基因用于小麦等重要农作物的转化，提高农作物的耐盐抗旱能力。

本发明提供的小麦抗非生物胁迫基因名称为小麦CEO蛋白基因TaCEO即小麦应答非生物胁迫(盐、旱等)抗性基因TaCEO，其特征在于：所述基因cDNA的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。

本发明还提供了含上述小麦应答非生物胁迫(盐、旱等)抗性基因TaCEO的植物表达载体pBI121/TaCEO。

本发明所述基因TaCEO及含所述基因TaCEO的植物表达载体pBI121/TaCEO在培育耐盐抗旱植物中的应用。其中所述植物优选是普通小麦或拟南芥。

将本发明所述基因导入植物细胞，使其在植物中过量表达就可以使转基因植物提高耐盐抗旱能力。为了便于对转基因植物或细胞系进行筛选，可以对含有所述基因TaCEO的植物表达载体pBI121/TaCEO进行加工，如可以加入选择标记(GUS等)或者具有抗性的抗生素标记物(潮霉素，卡那霉素，庆大霉素等)等。

本发明所述的基因可广泛用于培育耐盐抗旱农作物新品种，并可为深入阐明植物耐盐抗旱机制提供理论依据。

本发明的有益效果：利用现有的植物基因工程技术，本发明首次克隆得到了小麦抗非生物胁迫基因TaCEO，并通过根瘤农杆菌介导的方法将该基因转入拟南芥，经过比较分析证明，转基因植株的耐盐抗旱能力明显增强。据此可通过过表达策略开发和培育耐盐抗旱作物新品种。

附图说明

图1TaCEO基因全长cDNA序列的扩增结果

M：DNA分子量标准，此处为DL2000(下同)。