[发明专利]一种苹果抗旱基因MdbHLH130及其应用

说明书

本发明公开了一种苹果抗旱基因MdbHLH130及其应用。所述MdbHLH130基因的核苷酸序列如SEQ.ID.NO.1所示，利用强启动子驱动原理的转基因技术，将MdbHLH130基因的超量表达载体转入植株中，用于抗旱。本发明首次通过植物基因工程技术改善植物抗旱性，获得了一种从苹果中分离克隆出的抗旱相关基因完整编码区段的DNA片段，并验证了该基因的功能，利用其功能最终发现采用MdbHLH130基因在烟草中超量表达之后的转基因植株抗干旱能力明显提高。

技术领域

本发明属于抗旱基因及其应用研究技术领域，具体涉及一种苹果抗旱相关基因MdbHLH130及其应用。

背景技术

干旱可产生和积累活性氧(ROS)，导致膜脂质过氧化、酶功能障碍和蛋白质氧化和聚集。ROS可通过抗坏血酸-谷胱甘肽循环途径被清除，参与ROS清除的酶有超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)。在严重干旱条件下，光合组分容易受到环境胁迫的干扰，表现在叶绿体稳态失衡、色素复合物分解、光合速率降低或电子传递被抑制。随着干旱加剧，最大的影响是由于光合系统受损导致过量的光吸收、光合磷酸化受抑制、Rubisco活性降低，从而限制核酮糖二磷酸的积累。因此，提高植物的抗旱性是全世界科研工作者亟待解决的问题。

近年来，不少科研工作者从遗传育种或栽培管理等方面做了大量的研究工作。然而，传统的育种方法需要投入大量的时间和精力以获得抗性较强的品种。另外，近年来许多科研工作者研究还发现，施用一些外源调节物质，如多胺、褪黑素、甜菜碱等也能提高植物的抗旱性，但这种情况往往对土壤环境造成或多或少的破坏，一定程度上危害人类的健康。而通过分子生物学和基因工程的手段对植物进行抗旱，具有很好的开发和应用前景。

果树一般种植在北方丘陵山区等土壤环境条件下，栽培方面面临干旱、缺水等胁迫影响。目前，由于果树遗传背景的复杂性，对果树抗逆基因的筛选工作相对滞后；此外，植物抗性性状一般受多基因控制，这又提高了果树抗性研究的难度。因此，亟待研究出能够提高干旱胁迫条件下的抗性，并对于果树的抗性和产量起到关键作用的果树抗逆基因，还可以将这些获得的抗逆基因转化到其他植物中，实现新的应用。

发明内容

本发明的首要目的是提供一种苹果抗逆基因。该基因是首次从苹果中分离克隆出的抗旱相关基因完整编码区段的DNA片段，并命名为MdbHLH130，其核苷酸序列如SEQ IDNO.1所示，蛋白质氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

本发明所述苹果抗旱基因MdbHLH130的核苷酸序列还可以包括能够表达SEQ IDNO.2所示氨基酸序列的核苷酸序列。

本发明的第二个目的是提供所述的苹果抗旱基因MdbHLH130的第一种应用。即：用于降低干旱状态下植物的电解质渗漏和丙二醛含量。

本发明的第三个目的是提供所述的苹果抗旱基因MdbHLH130的第二种应用。即：用于降低干旱状态下植物叶片表面的气孔开度。

本发明的第四个目的是提供所述的苹果抗旱基因MdbHLH130的第三种应用。即：用于维持干旱状态下植物的叶绿素含量水平和光合速率。

本发明的第五个目的是提供所述的苹果抗旱基因MdbHLH130的第四种应用。即：用于提高干旱状态下植物ROS清除基因的表达和/或应激相关的基因的表达。

本发明涉及的ROS清除相关基因包括：NtSOD、NtPOD和NtCAT。

本发明涉及的应激相关基因包括：NtDREB3、NtERD10C、NtERD10D、NtNCED1、ntela5和NtLTP1。

本发明的第六个目的是提供所述的苹果抗旱基因MdbHLH130的第五种应用。即：用于提高干旱状态下植物抗氧化酶活性和/或用于降低对氧化应激的敏感性。