[发明专利]大豆突触结合蛋白基因Gmsyt4-X16及其应用

说明书

本发明公开了一种大豆突触结合蛋白基因Gmsyt4‑X16，在大豆中分离克隆了突触结合蛋白基因Gmsyt4‑X16，并构建了植物载体pCAMBIA3301‑Gmsyt4‑X16和转植物干扰表达Gmsyt4‑X16载体，转化烟草植株，与对照植株NC89一起培养至幼苗期，在6℃条件下低温处理24小时，荧光定量PCR发现，Gmsyt4‑X16基因在低温胁迫处理下相对表达量显著升高，说明该基因受冷胁迫诱导表达。

技术领域

本发明属于分子生物学领域，具体大豆突触结合蛋白基因Gmsyt4-X16及其在培育抗寒植物品种方面的应用。

背景技术

突触结合蛋白Synaptotagmin是一个广泛存在于神经和内分泌细胞内的分泌囊泡上的蛋白质家族，它不仅可以触发和调节靶膜跟囊泡的融合，同时参与调控激素和神经递质的释放，还能够调节细胞的蛋白质和膜的转运。目前在哺乳动物中己经发现了该家族16种以上的亚型，它们在细胞内的定位各有不同，并且所发挥的调节功能也有所不同。

植物细胞的Synaptotagmin结构与动物的类似，但功能研究尚不清楚。在2004年，Molly Craxton通过对基因组、公共序列数据库中的转录序列以及在cDNA文库中筛选和RT-PCR中获得的转录序列的比对分析，在拟南芥中发现了6种Syt基因，命名为SytA-SytF。2008年，Tomokazu Yamazaki等发现，sytl参与了拟南芥低温胁迫下的钙依赖的质膜修复。在冻融循环中，植物细胞受到了来自结冰诱发的脱水，融解诱发的水合以及冰晶的生长导致的机械应力(Levitt,1980)，但质膜是否在冻融中机械性的被刺破还不清楚。有趣的是，在质膜附近发现了大量的在冰冻环境下能能够参与囊泡融合的超微小泡。Kawamura等研究发现，在植物冷驯化获得抗冻性的同时，sytl作为一种质膜蛋白而快速增加。在悬浮液中加入Sytl的C2A结构域的特异抗体后，生理及免疫组织化学的结果显示，与冰晶生长产生的机械应力相关的抗性依赖外援的钙离子与膜修复有关。细胞水平上的Sytl相关的膜修复影响整个植株的抗冻性。Syt参与质膜的融合过程并且对质膜修复起到作用，因此其家族中其它成员可能也会对抵抗各种非生物肋迫产生作用。

发明内容

本发明的目的是为提高植物的抗冻性，而提供一种大豆突触结合蛋白基因Gmsyt4-X16。

大豆突触结合蛋白基因Gmsyt4-X16，它的碱基序列如序列SEQ ID NO.1所示。

一种植物载体pCAMBIA3301- Gmsyt4-X16，它是在pCAMBIA3301中插入了碱基序列如序列SEQ ID NO.1所示的基因，并以Bar为筛选标记，启动子为CaMV35S。

大豆突触结合蛋白基因Gmsyt4-X16在培育抗寒植物品种方面的应用。

本发明提供了大豆突触结合蛋白基因Gmsyt4-X16，在大豆中分离克隆了突触结合蛋白基因Gmsyt4-X16，并构建了植物载体pCAMBIA3301- Gmsyt4-X16和转植物干扰表达Gmsyt4-X16载体，转化烟草植株，与对照植株NC89一起培养至幼苗期，在6℃条件下低温处理24小时，荧光定量PCR发现，Gmsyt4-X16基因在低温胁迫处理下相对表达量显著升高，说明该基因受冷胁迫诱导表达，观察发现与对照植株NC89相比，转植物过量表达Gmsyt4-X16载体的烟草植株叶片未明显受到低温的影响，茎部和叶片略有倾斜，经过12小时的适宜条件恢复培养，植株恢复健康状态，长势良好。相反的，转植物干扰表达Gmsyt4-X16载体的烟草植株在低温处理24h后叶片出现了明显的萎缩、萎蔫、打卷现象，经过12小时的适宜温度恢复，萎蔫现象改善不明显，植株受冷胁迫影响严重。