[发明专利]紫花苜蓿MsSOS3基因及其编码蛋白和应用

说明书

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体涉及一种紫花苜蓿盐碱胁迫响应基因MsSOS3及其编码蛋白和应用。

背景技术

土壤盐碱化是影响农业生产重要因素之一，研究植物耐受机理和提高作物耐盐碱性已经日渐成为广泛关注的问题。盐碱胁迫通常会对植物造成离子失衡，氧化胁迫，渗透胁迫等伤害，碱胁迫的高pH更是可以直接对细胞质膜造成伤害。长期以来，研究者利用形态学和生理学的研究方法已经初步认识了植物应对盐碱胁迫的代谢机制，并以基因克隆和遗传转化等技术分析上述过程中部分关键基因的功能，基因芯片技术也用于研究盐碱胁迫下植株的转录组变化特征，例如拟南芥，水稻等植物。尽管近年来已经鉴定了一系列逆境胁迫信号转导途径及相关基因，但是目前对植物耐盐碱机制研究的资料仍然十分匮乏，完善的植物盐碱耐受机制尚未建立，值得进行更加深入的研究。

植物在适应盐碱胁迫的过程中，形成了一系列胁迫响应机制以提高植株对胁迫的耐受能力，如渗透调节，离子区域化，活性氧清除系统等。其中，胁迫信号感受和转导是引起植物产生胁迫响应的关键骤。SOS信号转导途径，作为植物耐盐性相关的重要信号转导途径之一，不仅参与植物胁迫响应，还可以和其他信号途径交叉形成信号网络共同发挥对不同生物学过程的调控作用。

由SOS家族基因构成的SOS代谢通路可以在钙离子信号通路的调节下将胞内过量的钠离子排出体外，维持胞内离子稳态。SOS3是SOS途径中重要的钙离子响应蛋白，起到下游离子转运蛋白SOS1和调控蛋白SOS3之间的关联作用。

紫花苜蓿作为种植广泛的牧草，一直缺少适应于盐碱地栽培的抗盐、抗碱、高产、优质的品种。苜蓿产业的发展对我国畜牧业发展具有极其重要的意义。紫花苜蓿在复合盐碱胁迫下的生态与生理特征指标表明，低浓度的盐碱对苜蓿的生长的影响较弱，紫花苜蓿能够较好地适应低浓度盐碱胁迫的环境条件。肇东苜蓿是豆科车轴草属多年生草本植物，属于四倍体紫花苜蓿，中等耐盐植物，对盐碱环境有较强的耐受能力，是我国东北地区紫花苜蓿的当家品种。

因此，对肇东苜蓿中SOS家族成员的克隆和功能鉴定可以揭示肇东苜蓿的耐盐碱机制，对苜蓿的遗传育种，品种改良具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种紫花苜蓿盐碱胁迫响应基因MsSOS3及其编码蛋白和应用。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种紫花苜蓿盐碱胁迫响应基因MsSOS3，该基因的核苷酸序列如SEQ.ID.NO.1所示。

本发明还公开了编码上述的紫花苜蓿盐碱胁迫响应基因MsSOS3的蛋白，该蛋白的氨基酸序列如SEQ.ID.NO.2所示。

本发明还公开了含有上述的紫花苜蓿盐碱胁迫响应基因MsSOS3的表达载体。

本发明还公开了上述紫花苜蓿盐碱胁迫响应基因MsSOS3在提高紫花苜蓿对环境盐碱胁迫抗性的应用。

进一步地，构建含有上述基因MsSOS3的植物表达载体，再将所构建的植物表达载体转化到植物烟草组织中，筛选获得盐碱抗性增强的植株。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明克隆了紫花苜蓿MsSOS3基因，并构建植物表达载体，通过农杆菌介导法转化烟草，获得转MsSOS3基因烟草，转基因烟草在含盐碱成分的MS培养基上培养，结果表明转基因植株与对照相比具有较强的耐盐碱能力，说明MsSOS3基因的过表达提高了转基因植株对盐碱的抗性，进一步说明该基因能够参与植物的抗逆过程。本发明中的MsSOS3基因为研究苜蓿抗逆分子机理及育种提供理论依据。

附图说明

图1为MsSOS3在Pfam中功能比对结果；

图2为MsSOS3与其他物种蛋白系统进化树；

图3为植物表达载体pCBM-SOS3构建示意图

图4为转MsSOS3基因烟草幼苗(T₀)叶片PCR检测图；

其中，“+”为阳性对照，“-”为阴性对照，0为空白对照，1-12为PCR获得的目的条带，与阳性一致，为转基因植株；

图5为MsSOS3转基因烟草与野生型烟草在盐胁迫处理下的表型实验；其中，CK为300mmolL^-1NaCl胁迫处理0天和5天后的野生型烟草叶片，L1为300mmolL^-1NaCl胁迫处理0天和5天后的转基因烟草叶片。