[发明专利]大豆圣豆9号NAC转录因子基因GmST2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，尤其涉及大豆圣豆9号NAC转录因子基因——GmST2及其应用。 

背景技术

大豆是重要的经济作物，因此提高和优化大豆品质成为人们关注的热点。我国是世界上最缺水的国家之一，干旱是我国农业生产主要自然灾害，且盐碱地和次生盐碱化耕地的面积逐年增加，这些不利的环境条件严重制约了我国的农作物产量。为了适应这些不利的环境，植物内部发展一系列的防卫措施，也需要非生物胁迫应答基因参与。目前已经鉴定了许多盐和干旱应答基因并验证了他们在非生物胁迫中的功能，但关于很多非生物胁迫相关的基因的生物学功能仍然是未知的。 

植物转录因子研究是功能基因组研究的一个重要方面。虽然转录因子在基因组中所占比例很少，但在调控植物的生长发育、响应外界环境胁迫中发挥重要作用。NAC转录因子是近十年来新发现的植物特有的转录调控因子。1997年Aida等首先报道了NAC结构域，发现在矮牵牛NAM基因、拟南芥A TA F1/2和CUC2基因编码蛋白的N端包含一段保守的氨基酸序列，取三基因首字母命名为NAC。第一个NAC转录因子是由Souer等于1996年从矮牵牛中克隆得到的，随后在拟南芥、水稻、小麦、大豆等物种中相继发现，目前在拟南芥中共发现了105个NAC成员，而大豆中则发现了226个。研究表明，NAC转录因子在植物的生长发育、器官建成、激素调节和防御抵抗多种生物和非生物胁迫等方面发挥着重要作用。 

植物的生存环境复杂多变，经常遭受干旱、高盐、低温和病虫害等逆境胁迫，影响植物的生长发育，甚至会造成植物死亡，严重影响农业生产和生态环境。NAC转录因子受多种生物胁迫和非生物胁迫的诱导表达，参与植物的胁迫应答。然而，还未见大豆NAC膜结合转录因子功能的报道。 

发明内容

本发明的目的是提供一种大豆圣豆9号NAC转录因子基因-GmST2及其应用。 

本发明的技术方案是：从圣豆9号中分离得到NAC转录因子基因-GmST2，将该基因转到模式植物拟南芥中证明其功能，然后将该基因转到原植株大豆中得到抗盐/耐旱性提高的转基因植株。 

本发明所述的大豆圣豆9号NAC转录因子基因GmST2，其特征在于：所述基因cDNA的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。 

本发明还提供了一种含上述的大豆圣豆9号NAC转录因子基因GmST2的植物表达载体pK2GW7::GmST2，其特征在于：所述载体克隆区域核苷酸序列如SEQ ID No.5所示。 

本发明还提供了一种含上述的大豆圣豆9号NAC转录因子基因GmST2的植物表达载体pB2GW7::GmST2，其特征在于：所述载体克隆区域核苷酸序列如SEQ ID No.6所 示。 

本发明所述圣豆9号NAC转录因子基因GmST2在植株中表达GmST2基因和提高抗盐/耐旱性的应用。。 

其中：所述植株是大豆或拟南芥；进一步的，所述拟南芥是Col-0野生型，大豆品种是鲁豆11。 

具体的，本发明所述圣豆9号NAC转录因子基因GmST2在拟南芥或大豆植株中表达GmST2的应用。 

本发明首先在圣豆9号植株中克隆到了NAC转录因子基因GmST2；利过gateway系统将GmST2基因进行BP反应连接到pDONR221(见图1)，然后通过转化的方法在大肠杆菌DH5α中得到大量克隆，接着进行LR反应把此基因GmST2连接到表达载体pK2GW7(见图2)和pB2GW7(见图3)上，并在大肠杆菌DH5α中表达；接着筛选转基因大肠杆菌，并提取转化质粒，最后将转化质粒转入农杆菌菌株GV3101中。将转化农杆菌菌株转入拟南芥和大豆中，从而验证表达的GmST2的功能。 

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圣豆9号NAC转录因子基因GmST2并在拟南芥中进行表达，使转基因拟南芥获得了非转基因拟南芥所不具备的提高抗盐/耐旱性的能力。通过大豆萌动胚真空渗透辅助的外源基因转化方法将该基因转入大豆中，经过比较分析证明，转基因植株比非转基因植株的抗盐/耐旱性提高。 

本发明所述的基因可广泛用于培育抗盐/耐旱的植物品种。 

附图说明

图1为入门载体pDONR221图谱。 

图2为植物表达载体pK2GW7图谱。 

图3为植物表达载体pB2GW7图谱。