[发明专利]小麦耐盐抗氧化基因TaFLS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，尤其涉及小麦耐盐抗氧化基因，即小麦次生代谢类黄酮合成途径基因TaFLS及其应用。

背景技术

土壤盐渍化严重影响农作物产量。而工业的发展使得土壤盐渍化愈发严重，已成为一个全球性的问题。我国土壤盐渍化更为严重，人口众多，粮食危机尤为突出。因此，培育耐盐农作物新品种已成为我国当前一个十分迫切的任务。

利用转基因改良植物技术将新的性状转入作物中，以此开发高效的转基因植物新品种并用于在盐碱地种植，是一项具有广阔应用前景的技术。

目前，利用基因工程技术开展植物耐盐方面研究已取得了较大的的进展，克隆了大量相关基因，并将这些基因转入植物中，用于耐盐机制研究。一些实验表明，将植物本身以及其他生物中与耐盐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盐能力提高。

类黄酮在植物中具有多种功能，除了充当色素以及植物与微生物互作的信号分子，诱导植物根部与共生菌相互作用以及抵御病菌、昆虫和一些草食动物的侵袭之外，还能阻止高盐等非生物胁迫对植物的伤害。例如，在对两种不同水稻品种(盐不敏感型FL478，盐敏感型IR29)进行盐胁迫表达谱分析，发现盐敏感型IR29在盐胁迫下黄酮类合成途径被诱导，PAL、CHS、CHI、F3’H和DFR均上调表达；盐耐受型和盐敏感型甘蔗两品系在盐胁迫下可溶性多酚类物质、花色素以及黄酮含量均升高，并且耐受型品系的上升幅度分别是敏感型的2.5、2.8和3.0倍。

高盐是最常见的非生物逆境之一，因而系统了解植物耐盐机制非常必要。多年来，大量研究已在DNA、RNA和蛋白质水平上比较深入地阐明了植物的盐胁迫应答机制，但在次生代谢水平上仍然知之甚少，特别是类黄酮代谢与植物耐逆的关系尚无报道，因而有必要对类黄酮在植物盐胁迫应答中的作用机制进行探讨。而通过对类黄酮生物合成途径调控小麦类黄酮的含量对小麦的品质改良也有重要意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种小麦耐盐抗氧化基因，即小麦次生代谢类黄酮合成途径基因TaFLS及其应用。

本发明的技术方案在于从小麦中分离得到小麦次生代谢类黄酮合成途径基因TaFLS，然后将该基因转到小麦等农作物中以实现农作物在盐渍化土壤中种植，重复利用次质土壤。

本发明提供的小麦耐盐抗氧化基因名称为小麦次生代谢类黄酮合成途径基因TaFLS，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的小麦耐盐抗氧化基因TaFLS的植物表达载体pSTART-TaFLS。

本发明所述基因TaFLS在培育抗盐抗氧化植物中的应用。其中所述植物优选是普通小麦或拟南芥。

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TaFLS的植物表达载体(pSTART)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。

事实上，任何一种可以将外源基因导入植物中表达的载体都可以应用于本发明，本发明优选的载体是pSTART。

本发明所述的基因可广泛用于培育抗盐抗氧化农作物品种。

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次生代谢类黄酮合成途径基因TaFLS，并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、抗氧化能力明显提高。

附图说明

图1 TaFLS基因全长cDNA序列的扩增结果

-：阴性对照；M：分子量标记；箭头所指为目的片段。

图2盐胁迫下山融3号(SR3)和济南177(JN177)根系中TaFLS及该通路其他相关基因的RT-PCR分析。

图3pET32a-TaFLS在大肠杆菌DE3中的诱导表达及纯化目的蛋白

1：大肠杆菌未经过IPTG诱导；2：大肠杆菌16℃经过IPTG诱导24h，超声破碎细胞经离心后沉淀总蛋白；3：超声破碎细胞离心后上清液；4：上清液经过HIS磁珠纯化后得到的目的蛋白；M：蛋白质分子量Marker；箭头表示纯化后蛋白。

图4植物表达载体pSTART-TaFLS构建

A：TaFLS片段的高保真酶扩增，箭头所指为目的片段；

B：pSTART双酶切XbaI和BamHI，箭头表示酶切的线性pSTART质粒条带；

C：pSTART-TaFLS表达载体双酶切XbaI+BamHI验证，箭头表示酶切的TaFLS条带；