[发明专利]蒺藜苜蓿基因MtREVOLUTA在提高豆科近缘饲草紫花苜蓿耐盐性中的应用

说明书

本发明公开了蒺藜苜蓿基因MtREVOLUTA以及含蒺藜苜蓿基因MtREVOLUTA的双子叶植物表达载体pEARLEYGATE100在提高豆科近缘饲草紫花苜蓿耐盐性中的应用。本发明还公开了所述蒺藜苜蓿基因MtREVOLUTA在培育耐盐紫花苜蓿中的应用。实验证实本发明所述的基因MtREVOLUTA是一个应答非生物胁迫调控基因，其能够在其近缘物种豆科饲用牧草紫花苜蓿中大量表达且转基因紫花苜蓿的耐盐能力明显增强。该转基因植株在高盐处理后存活率高于野生型紫花苜蓿SY4D。预示本发明所述蒺藜苜蓿基因MtREVOLUTA在提高豆科近缘饲草紫花苜蓿耐盐性中的应用具有重要意义和经济价值。

技术领域

本发明涉及蒺藜苜蓿基因MtREVOLUTA的应用，尤其涉及一种蒺藜苜蓿基因MtREVOLUTA在提高豆科近缘饲草紫花苜蓿耐盐性中的应用，属于生物基因工程技术领域。

背景技术

豆科属于双子叶植物，约650个属，18000个种，分布范围及其广泛。紫花苜蓿属于豆科植物，是世界上一种重要的多年生优质牧草，其蛋白含量高、适口性好，无论是作为牧草、青贮还是干草，都是最为经济的饲料来源，因此，紫花苜蓿被称为“牧草之王”。

对紫花苜蓿的耐盐机制进行研究，可为苜蓿优质新品系的遗传改良和育种提供理论基础和技术支撑。但是紫花苜蓿属于异花授粉植物，是高度杂合的同源四倍体(2n＝4x＝32)，这使得对其开展耐盐机制研究十分困难。近期有研究报道：不同浓度的盐处理条件下，紫花苜蓿可以适应中低浓度的盐胁迫，其中有些品种的耐盐性较强，具有在盐地推广的潜力。尽管苜蓿对盐胁迫具有一定的耐受性，但是土地盐化日益加剧，严重影响了紫花苜蓿的产量和品质。

经过多国科学家十几年的研究，蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)已成为豆科植物生物学和基因组学研究的模式植物。蒺藜苜蓿为二倍体(2n＝16)植物，自花授粉、基因组小、生活周期短、遗传转化效率高，便于进行研究。因此，通过研究蒺藜苜蓿有助于揭示紫花苜蓿的耐盐机理，加快苜蓿耐受盐胁迫调控机制的研究进程。

植物通常含有许多miRNA，其中miR166来源于具有独立基因loci的多基因家族。miR166高度保守地靶向HD-ZipⅢ家族基因，这些HD-ZipⅢ家族基因中包括基因REVOLUTA(REV)。申请人前期研究已证实：蒺藜苜蓿HD-ZIP III基因家族成员MtREVOLUTA基因参与了调控豆科植物的小叶片数目和叶茎比。敲除该基因，可以得到小叶片数目和叶茎比高于野生型植株的转基因豆科植物，实验显示敲除突变体株系植株的小叶片数目由三个变为四个或五个的比例显著提高，达到81.5％，同时叶茎比提高了约11％。并且以此成果申报了专利“REVOLUTA基因在调控豆科植物小叶片数目和叶茎比中的应用(专利号CN201710672282.3)”。申请人研究还证实：在过量表达MtREVOLUTA的转基因蒺藜苜蓿植株中，MtREVOLUTA的表达水平并无显著的变化，只能通过构建突变了MtmiR166靶向位点的MtREVOLUTA的转基因蒺藜苜蓿植株，来得到表达量显著提高的mMtREVOLUTA的转基因蒺藜苜蓿植株，该植株虽然单个复叶的叶片增多，但整株弱小。因此，在蒺藜苜蓿中转基因表达MtREVOLUTA的表达量会受到MtmiR166的严格调控，无法通过常规的转基因过表达改变没有突变的MtREVOLUTA的表达量。经检索，不同于以往发现的MtREVOLUTA只负责调控叶的发育而证实MtREVOLUTA是一个蒺藜苜蓿应答盐胁迫调控基因，且蒺藜苜蓿基因MtREVOLUTA能够在其近缘物种豆科饲用牧草紫花苜蓿中呈现不同的表达水平而大量表达的文献或专利还未见报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明要解决的问题是提供一种蒺藜苜蓿基因MtREVOLUTA在提高豆科近缘饲草紫花苜蓿耐盐性中的应用。

本发明所述蒺藜苜蓿基因MtREVOLUTA在提高豆科近缘饲草紫花苜蓿耐盐性中的应用。