[发明专利]野生茄子耐盐基因StBADH基因及其植物表达载体

说明书

技术领域

本发明属于分子生物学和生物技术领域，涉及了一个野生茄子耐盐基因StBADH基因及其植物表达载体。

背景技术

土壤盐渍化对农业生产的威胁是一个全球性的热点问题，也是当前我国农业经济发展所面临的生态危机之一。而且由于受全球气候变暖、工业污染加剧和化肥施用不当等因素影响，每年盐渍化和次生盐渍化都在不断加重，农作物的产量和品质受到严重影响。如何提高农作物耐盐性，增加农作物的产量和提高农作物的品质，已经成为一个世界性的热点问题。

在盐等渗透胁迫条件下，许多植物如甜菜、菠菜，都积累甜菜碱（Betaine）。甜菜碱被认为是植物抗渗透胁迫最有效的渗透调节剂（参考文献：Tarczynski  M  C, Jensen  R  G.  Stress protection of transgenic tobacco by production of the osmolyte mannitol. Science. 1993, 259: 508-510）。作为渗透调节物质， 甜菜碱在植物体内由胆碱经两步不可逆的氧化合成，催化这两步反应的酶分别是胆碱单氧化物酶(Choline Monooxyge-nase，CMO)和甜菜碱醛脱氢酶(Betaine Aldehyde Dehydrogenase，BADH)；其中 BADH 是合成甜菜碱的关键酶，催化甜菜碱醛氧化为甜菜碱（参考文献：Rhodes D, Hanson A D. Quarternary ammonium and tertiary sulfonium compounds in higher plants. Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology. 1993, 44: 357-384）。由于植物体内甜菜碱的合成途径相对简单，进行遗传操作方便，在诸多耐盐基因中甜菜碱合成酶基因被看作是最有应用价值的耐盐基因之一（参考文献：Nakamura T, Nomura M, Mori H, Jagendorf A T, Ueda A, Takabe T. An isozyme of betaine aldehyde dehydrogenase in barley. Plant Cell Physiology. 2001, 42(10): 1088-1092）。植物中导入耐盐基因BADH，其耐盐性得到明显提高已有诸多报道：Zhang等（2009）从菠菜中克隆了 BADH 基因（GenBank 登录号： AY156694），构建了组成型启动子 CaMV 35S 启动的 BADH 基因植物表达载体转化马铃薯，结果显示 BADH 酶活性增强，对植株细胞膜通透性的保护能力增强，转基因植株耐盐性比对照植株显著增强（参考文献：Zhang N, Si H J, Li L, Yang T, Zhang C F, Wang D. Drought and salinity tolerance in transgenic potato expressing the betaine aldehyde dehydrogenase gene. Acta Agronomica Sinica. 2009, 35(6): 1146-1150）。Jia等（2002）构建了含山菠菜甜菜碱醛脱氢酶BADH基因的重组双元植物表达载体pBin438，由农杆菌介导对番茄进行遗传转化，120 mmol·L^-1 NaCl培养条件下，获得转基因番茄中的甜菜碱脱氢酶活性和BADH mRNA积累量显著高于野生型品种，转基因番茄对于高浓度盐胁迫表现出较强的耐受性（参考文献：Jia G X, Zhu Z Q, Chang F Q, Li Y X. Transformation of tomato with the BADH gene from Atriplex improves salt tolerance. Plant Cell Reports. 2002, 21: 141-146）。