[发明专利]小麦渐渗系抗非生物胁迫基因Tamyb31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，尤其涉及抗非生物胁迫基因Tamyb31及其应用。

背景技术

据有关部门预计，2010年世界人口将达到70亿，2039年将超过100亿。与此相反，世界上可供耕种土地则以每年38610方哩的速度减少。盐渍化是土地退化的一个重要原因。据统计，中国约有10％的耕地存在不同程度的盐渍化，其中大部分是由自然条件引发的，如长时间风化的岩石中Na⁺、Mg²⁺等盐离子的积累，降雨带来的盐分等。干旱也是土地退化的重要因素。干旱、半干旱区占全球陆地面积的33％，而我国则更为严重，已占全国陆地面积的38％，达5.7亿亩。

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抗盐/旱能力的作物新品种。利用转基因技术将新的抗盐/旱功能基因转入到作物中，以此高效开发抗逆转基因作物新品种，用于在盐渍/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抗逆机制，分离高效的与抗逆旱相关的基因。

多年来，有关植物抗逆机制方面的研究已取得了较大的进展，克隆了分生物胁迫相关基因，为进一步阐明植物抗逆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抗旱能力发生改变。用于转化的功能基因包括两类：一类基因转化后可以直接提高植物的抗逆能力，这可以通过被转基因的过量表达或诱导型表达提高植物的抗逆能力；另一类是通过抑制或诱导型抑制植株本身的组成型表达提高植物的抗逆能力。

MYB蛋白是一类非常重要的转录因子，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MYB基因可以提高拟南芥的抗逆能力，但有关小麦MYB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抗逆基因——小麦渐渗系抗非生物胁迫基因Tamyb31及其应用。

本发明的技术方案在于从小麦体细胞杂种渐渗系山融3号中分离得到了小麦MYB等位变异基因——Tamyb31，并构建双子叶植物表达载体pSTART/Tamyb31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，提高农作物的抗逆性。

本发明提供的小麦渐渗系抗逆基因名称为小麦体细胞杂种渐渗系山融3号MYB基因Tamyb31，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抗逆基因Tamyb1的植物表达载体pCAMBIA3301/Tamyb31。

本发明所述基因Tamyb31及含所述基因Tamyb1的植物表达载体pCAMBIA3301(pSTART)/Tamyb1在培育抗逆植物中的应用。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获得抗逆能力。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Tamyb31的植物表达载体pSTART/Tamyb31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抗逆农作物新品种，并可为深入阐明植物抗逆机制提供理论依据。

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渐渗系山融3号抗非生物胁迫新基因Tamyb31，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，转基因植株的抗逆能力明显增强。据此可通过过表达策略开发和培育抗逆作物新品种。

附图说明

图1Tamyb31基因全长cDNA序列的扩增结果

其中：Maker：DNA分子量标准，λDNA/EcoRI+HindIII(下同)。

图2Tamyb31在多种处理下山融3号中的半定量RT-PCR分析，不同发育时期RT-PCR分析。

图3Tamyb31转基因拟南芥植株qPCR及southern鉴定。

其中：VC：空载体对照(下同)，3-21、4-21、6-10为Tamyb31过表达系(下同)。

图4Tamyb31转基因拟南芥植株在各种胁迫下种子的萌发率。

图5Tamyb31转基因拟南芥植株在盐/旱胁迫下表型。

图6Tamyb31转基因拟南芥植株在LiCl/KCl/Mannitol胁迫下表型

图7Tamyb31转基因拟南芥植株中胁迫标记基因的qPCR结果。