[发明专利]大麦HvPOD11基因及其用途

说明书

本发明公开了大麦HvPOD11基因及其在调控大麦对干旱胁迫耐受性中的用途，属于基因工程技术领域。所述大麦HvPOD11基因的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示，本发明通过对大麦HvPOD11基因的克隆和分析，并结合BSMV‑VIGS技术在大麦XZ5上对该基因功能验证，发现沉默HvPOD11基因导致大麦植株对干旱胁迫的耐受性显著降低。本发明为大麦耐干旱胁迫育种与生产提供了理论依据和相关基因。

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，具体涉及大麦HvPOD11基因的克隆和分析及其用途。

背景技术

干旱是限制作物产量的主要气象因子。培育耐旱作物品种提高作物的耐/抗旱能力是作物生产亟需解决的关键问题之一；而发掘耐旱种质，明确其耐性机制是培育耐旱作物品种和制订耐旱栽培措施的基础。大麦(Hordeum vulgare L.)是一种在世界范围内广泛种植的禾谷类作物，具有较强的耐旱性。其祖先之一青藏高原野生大麦拥有非常丰富的遗传多样性，是研究作物耐旱机理、开发耐旱基因的重要种质资源。

病毒诱导基因沉默(Virus-induced gene silencing,VIGS)技术利用病毒载体携带目的基因cDNA片段侵染植株，随病毒复制和转录而特异性地降解或甲基化序列同源基因mRNA，引起植株生理指标或表型变化，从而实现对基因功能的鉴定。整个过程不需要进行突变体筛选或遗传转化，具有速度快、操作简单、高通量、成本低等优点。大麦条纹花叶病毒(Barley stripe mosaic virus,BSMV)由α、β、γ三条短棒状RNA链组成，外源基因片段可插入γ链的γb中，形成重组载体，侵染植株时三条RNA链缺一不可。该载体的主要优点在于便于改造，体内复制效率高，并且可容纳较大的外源基因片段，寄主包括大麦、小麦、水稻和玉米等单子叶作物。

当植物受到外界逆境胁迫时，会引起细胞代谢紊乱，细胞内的平衡被打破，活性氧和自由基积累加剧，导致植株组织受到伤害，最终甚至引起植株死亡。植物细胞经过长期的进化过程，形成了一套防御活性氧和自由基的保护酶系统。过氧化物酶(POD)是能清除植物体内活性氧的主要酶之一，具有广泛的底物特异性，在植物抵御逆境胁迫的过程中具有重要作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种从大麦中克隆得到的具有耐干旱胁迫特性的基因，为大麦耐干旱胁迫育种与生产提供了理论依据和相关基因。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明以课题组前期筛选到的青藏高原一年生野生大麦(Hordeum vulgareL.ssp.spontaneum)XZ5(耐干旱胁迫基因型)和国际上公认的耐旱大麦品种Tadmor为实验材料，进行全基因组重测序，全面揭示XZ5和Tadmor全基因组突变类型(SNP、InDel、SV、CNV)，鉴定到了受这些突变影响的基因，并结合XZ5和Tadmor响应干旱胁迫的转录组研究，进一步筛选、克隆了XZ5中特异性的耐旱候选基因，并进行了基因功能验证。

本发明从青藏高原一年生野生大麦XZ5中克隆得到具有耐干旱胁迫特性的基因HvPOD11，该基因的CDS区核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。

HvPOD11基因的克隆与分析：基于两个耐旱大麦基因型的全基因组重测序对比分析和干旱响应转录组研究，鉴定到了耐旱候选基因HORVU7Hr1G043040，该基因被注释为Peroxidase 11。从XZ5、Tadmor和Morex(栽培啤用大麦品种)中克隆了该基因的全长CDS序列，命名为HvPOD11。该基因CDS区全长1005bp，编码一个334aa的蛋白序列。

本发明提供了上述HvPOD11基因编码的蛋白质，其氨基酸序列如SEQ ID No.2所示。