[发明专利]一种抗旱相关的芝麻基因SiGolS2及其应用

说明书

本发明公开了一种与抗旱相关的芝麻基因SiGolS2及其应用。一种抗旱相关的芝麻(Sesamum indicum L.)基因SiGolS2，核苷酸序列为SEQ ID NO.1所示，或为由该序列添加、取代、插入或缺失一个或多个核苷酸而产生的具有同等功能的核苷酸序列。通过将芝麻抗旱相关基因SiGolS2在拟南芥中的过量表达，发现此基因能够显著提高拟南芥的抗旱性，应用于作物抗旱育种有较好的应用前景。

技术领域

本发明属于分子生物学领域，具体涉及一种与抗旱相关的芝麻基因SiGolS2，同时还涉及该基因在作物抗旱育种中的应用。

背景技术

芝麻(Sesamum indicum L.)是我国的特色油料作物，栽培历史久远，遍布全国各地，在世界范围内均有种植，尤其在亚洲和非洲种植较多，中国是主要的生产国和贸易国，但自给不足。近年来，我国芝麻的产量下降严重，这与芝麻在生长发育过程中受到干旱、水涝以及盐碱等各类非生物胁迫的影响有着很大的关系，其中干旱就是一大重要因素。芝麻产业技术体系曾对我国大部分芝麻主产区的调查分析发现，我国芝麻常年受到干旱胁迫影响，干旱严重威胁了芝麻的生长发育、产量增长，是造成芝麻严重减产的重要原因。此外，在非洲和南亚等大多数国家的芝麻生产地区，芝麻产量同样正遭受干旱的威胁。因此，提高芝麻抗旱力，促进高产稳产，对促进我国芝麻生产发展、解决总量自给不足问题尤为重要。目前关于芝麻抗旱相关基因功能的研究还比较匮乏，分子相关的研究报道也相对较少，因此注重发掘芝麻抗旱功能基因，对开展芝麻抗旱分子育种、提高芝麻抗旱能力具有重要意义。

植物在生长发育中时常会受到诸多环境因素的影响，当这些胁迫发生时，植物可以迅速激活大量的应激反应基因并合成各种功能蛋白，通过形成一系列复杂的信号网络来抵御不利的环境，维持其自身正常的生理机能，达到规避胁迫伤害的目的。植物在受到干旱、高低温、盐渍等多种逆境形成的水分胁迫下，体内可主动积累一些渗透调节物质来提高细胞液浓度，降低渗透势，提高细胞吸水或保水能力，从而适应水分胁迫的环境。棉子糖系列寡糖(RFOs)是其中一种小分渗透调节物质，有研究表明，一些体内不含RFOs或含量极低的植物，受到上述逆境胁迫后RFOs会迅速积累，植株抗逆性也随之增强，这一响应逆境的生理现象在番茄(Downie et al.，2003)、水稻(Tacahashi et al.,1994)、苜蓿(Cunninghamet al.，2003)、辣椒(缪旻珉等，2008)等植物中均存在。而研究也发现，肌醇半乳糖苷合成酶(Galactinol synthase，GolS)是棉子糖合成中的关键酶，因此其在植物应对胁迫时至关重要。大多数GolS基因受各种胁迫刺激诱导。在拟南芥中鉴定了7个GolS基因(AtGolS1-7)。其中，AtGolS1和AtGolS2的表达受干旱和盐胁迫的诱导，AtGolS1或AtGolS2超表达的拟南芥材料对干旱、盐等胁迫的耐受性也显著增强。另外，范洁等(2015)也发现木薯MeGolS5基因的表达量在干旱胁迫下迅速上升，在大肠杆菌和拟南芥中过量表达该基因均能提高抗旱能力，说明肌醇半乳糖苷合成酶在植物抗旱调节中起着重要作用。芝麻是重要的油料作物，在干旱频发的今天，培育耐旱芝麻品种具有重要的意义。因此，从芝麻中分离基因，并鉴定它在抗旱性方面所发挥的功能，对于培育抗逆芝麻新品种将具有非常重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种抗旱相关的芝麻(Sesamum indicum L.)基因SiGolS2、编码蛋白及应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

提供一种抗旱相关的芝麻(Sesamum indicum L.)基因SiGolS2，其具有如SEQ IDNO.1所示的核苷酸序列为，或该序列经添加、取代、插入或缺失一个或多个核苷酸而产生的具有同等功能的核苷酸序列。通过将抗旱相关芝麻基因SiGolS2在拟南芥中的过量表达，发现此基因可显著提高植物的抗旱能力，为植物抗旱育种提供基因资源。