[发明专利]一种调控中山杉耐水淹特性的Thadh4基因及其应用

说明书

本发明公开了一种调控中山杉耐水淹特性的Thadh4基因及其应用。所述的Thadh4基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，其表达蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。本发明以中山杉406叶片为材料，通过RACE技术克隆了中山杉Thadh4。同时，采用通路克隆技术构建其过量表达载体pH35GS‑Thadh4，该基因位于启动子P35S之后，在启动子P35S的驱动下，Thadh4在杨树中高效表达，并伴随着表型出现变异，生长速率加快，节间明显变长，且水淹胁迫下，基因的表达量呈几百倍上升，说明Thadh4基因是植物响应水淹胁迫的重要基因，在林木基因工程领域有重要的应用价值。

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体涉及一种调控中山杉耐水淹特性的Thadh4基因及其应用。

背景技术

中山杉是江苏省中国科学院植物研究所从落羽杉×墨杉杂交组合中选育出来的优良无性系，具有速生，耐水淹，耐盐碱，抗病虫害等优点。由于其突出的耐水淹能力，近年来已在云南滇池、安徽巢湖和三峡库区等地区的湿地生态系统构建中发挥着重要作用。重庆万州三峡库区消落带的试验表明：经过最长149d基部淹水，最长122d没顶淹水，最大没顶深度达12m，中山杉仍能获得90%的造林保存率，树木年平均胸径和树高生长量分别达1.3cm/a和0.60m/a，因而中山杉可以作为一种研究木本耐水淹特性的优良材料。前期关于植物耐水淹机制研究主要集中在草本模式植物拟南芥以及粮食作物水稻中，中山杉的耐水淹特性研究也主要集中在形态学和生理学方面，无法深入揭示其耐淹机理。因而挖掘出中山杉响应水淹胁迫的关键基因对于探究其耐水淹特性及揭示木本植物耐淹机制均具有重要意义。

植物在水淹胁迫下可诱导糖酵解发生进而适应缺氧环境，整个过程既可以为植物体提供能量又可以减少低氧对植物毒害。因而糖酵解途径相关的基因被广泛分离、鉴定，其中乙醇脱氢酶编码基因adh备受关注。水稻中过量表达adh1虽没有对植株水淹耐受力产生明显影响，但是adh1一旦突变或缺失，植物的厌氧耐受力就大大降低。玉米和拟南芥adh无效突变体以及水稻rda（低活性的adh）突变体内发酵能力显著降低，根细胞胞质pH值迅速下降，突变体明显早于野生型死亡。将水稻的adh1基因转入烟草中，烟草转基因植株耐淹能力显著增强，且ADH1酶的活性也随淹水时间增加而升高。中山杉水淹胁迫的转录组测序结果也显示，水淹程度越高，adh基因的RPKM值也会随之升高。综上可知：adh基因对于草本植物响应低氧胁迫发挥着重要的作用，而木本植物中研究较少，在中山杉中尚未有相关报道。

发明内容

发明目的：针对现在技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种调控中山杉耐水淹特性的Thadh4基因。本发明的另一目的是提供上述调控中山杉耐水淹特性的Thadh4基因的应用。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种调控中山杉耐水淹特性的Thadh4基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

含有所述的调控中山杉耐水淹特性的Thadh4基因的载体。

所述的调控中山杉耐水淹特性的Thadh4基因的表达蛋白，其氨基酸序列如SEQ IDNO.2所示。

所述的调控中山杉耐水淹特性的Thadh4基因在植物育种中的应用。

所述的调控中山杉耐水淹特性的Thadh4基因在植物抗涝中的应用。

本发明以中山杉406叶片为材料，通过RACE技术克隆了中山杉Thadh4。同时，采用通路克隆技术构建其过量表达载体pH35GS- Thadh4，该基因位于启动子P35S之后，在启动子P35S的驱动下，Thadh4在杨树中高效表达，并伴随着表型出现变异，转基因植株生长速率加快，节间明显变长。