[发明专利]大豆再生相关基因（GmESRSWa）及其表达分析

说明书

大豆再生相关基因(GmESRSWa)及其表达分析，属于遗传工程技术领域，其特征在于通过对大豆植株进行荧光定量PCR对基因功能进行初步分析，利用对植株喷施细胞分裂素对大豆再生相关基因GmESRSWa进行克隆，利用农杆菌介导的方法对大豆进行遗传转化，通过过量表达来研究GmESRSWa基因的功能。同时，根据植株的表型分析和分子检测手段研究该基因与大豆再生之间关系，寻找到并克隆大豆再生相关基因GmESRSWa(Seq ID No:1)。

技术领域

本发明涉及一种大豆再生相关基因(GmESRSWa)及其表达分析，属于遗传工程技术领域。

背景技术

大豆是我国重要的粮经作物之一，我国是世界上大豆的主要生产国之一(年均总产量1500 万吨)，同时也是世界上最大的大豆消费国(年均消耗量近8000万吨)，国产大豆远不能满足国内消费需求，每年需进口大豆5500多万吨。大豆再生体系建立难和遗传转化效率低都严重制约着大豆育种的发展。生物学里的再生是指生物体对失去的结构重新自我修复和替代的过程。植物再生是一个无性繁殖的过程，即植物体对外源植物激素信号的应答，已分化的细胞进行脱分化，静止细胞的再分裂和进入特定组织或器官原基的再生发育路径。总的来说，植物先通过细胞进行脱分化获得了再生能力，随后通过外源激素的刺激来进行细胞增殖及根器官建成能力获得和芽器官发生能力形成，最后摆脱激素依赖进行组织器官再生过程。 Haberlandt在1902首次提出了植物体细胞胚的定义，提出每一个植物细胞都能进行不间断的分裂，而后发育成完整植株，说明了植物细胞具有全能性，植物的再生途径广义上可以分为两种，第一种是利用体细胞胚进行发生途径；第二种是利用器官进行发生途径，形成不定根或者不定芽进而诱导芽和根的再生。体细胞在特殊的条件下不经性细胞融合而是经过合子胚相似发育途径，逐渐发育形成崭新个体的形态发生过程被称为植物体细胞胚胎发生。相似合子胚的结构在生物学中被称为胚状体。1958年的Steward和1959年的Reinert首次发现了体细胞胚的发生，随着时代的发展和分子生物学的进步，植物体细胞胚的发生机理逐渐被人们所了解，科学家已经从一百多种植物中分离出体细胞胚，虽然体细胞胚发生在自然界是普遍存在的，但是其分化却极为复杂。植物体细胞胚越来越受到重视，在种质资源的保存、突变体的诱导、基因和细胞工程等方面有很多应用价值。2001年Hiroharu Banno等从拟南芥中利用cDNA文库的方法成功克隆得到ESR1基因，拟南芥ESR1基因是受细胞分裂素诱导密切相关的AP2基因家族的成员，这一类基因的共同特征是有一个AP2结构域，ESR1基因的AP2 结构域与已知的EREBPs、AtEBP、AtERFs结构域十分相似，由于这些区域均能编码乙烯应答系统中的GCC box所以这些转录区域被认为是乙烯信号途径中的一部分。大豆的遗传转化效率低、再生体系建立难已严重阻碍大豆分子育种和大豆基因功能的研究。自Hinchee等 (1988)和McCabe等(1988)分别用农杆菌介导法和基因枪法转化获得转基因大豆植株以来，虽然又有很多报道但是突破性结果很少，由于大豆的遗传转化效率低下，越来越多的研究者开始把注意力转移到大豆高效再生体系的建立及大豆再生相关基因克隆上来，通过优化再生条件及分析再生相关基因功能进而解决大豆再生率低这一世界性难题。再生相关基因还能够以一种新型无争议的生物安全标记基因来替代抗生素、除草剂等选择标记，在导入外源目的基因的同时提高受体植物的再生能力，对植物转基因育种效率及转基因新品种的安全性具有重要意义(李文凤，等2010)。因此，如何通过现代分子生物学技术从根本上提高大豆的再生率，找到并克隆出控制大豆再生的基因，解决遗传转化效率低、再生体系建立难成为急需解决的一大难题。所以，通过对大豆植株进行荧光定量PCR对基因功能进行初步分析，利用对植株喷施细胞分裂素对大豆再生相关基因GmESRSWa进行克隆，利用农杆菌介导的方法对大豆进行遗传转化，通过过量表达来研究GmESRSWa基因的功能。同时，根据植株的表型分析和分子检测手段研究该基因与大豆再生之间关系，寻找到并克隆大豆再生相关基因GmESRSWa，发明一种大豆再生相关基因(GmESRSWa)及其表达分析是必要的。

发明内容