[发明专利]紫花苜蓿MsASG166基因及在提高植物耐旱中的用途

说明书

本发明公开了一种紫花苜蓿MsASG166基因及在提高植物耐旱中的用途，本发明首次对紫花苜蓿特有基因进行了鉴定，并对MsASG166响应干旱胁迫的生理和分子功能进行了解析，提供的MsASG166基因及其蛋白定位在细胞膜和细胞质上，在甘露醇、盐和ABA的诱导下表达且可以提高植物抗旱性；本发明抗逆性相关蛋白的DNA序列及所编码的蛋白相对于原始蛋白及其编码基因序列在抗逆性(尤其是抗旱性能)上增强，为人工控制抗逆相关基因的表达提供了理论基础，利于培育抗逆性更强的植物品种或者改造其它植物的抗逆性。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及紫花苜蓿MsASG166基因在提高植物耐旱中的用途。

背景技术

干旱是农业系统中作物生长和产量的主要限制因素，随着人口的快速增长和对水需求的急剧增加，农业面临着粮食和饲料增产的双重挑战。为了抵御自然界的干旱胁迫，植物在长期的进化过程中也逐渐进化出多种应对策略。近年来，学者对植物干旱适应性的生理、生化和遗传基础进行了深入研究，发现植物可通过气孔关闭和卷叶来限制水分蒸腾流失，从而在生理水平上快速响应干旱，最终通过基因表达和新陈代谢的重编程过程对干旱的生理和发育过程进行调控。

紫花苜蓿(Medicago sativa)作为世界上最重要的豆科牧草，具有产量高、营养丰富、适应性强以及保持水土的特点，在草牧业生态系统中发挥着重要作用。紫花苜蓿经常暴露在不利的生长条件下，如阿根廷和中国北部的干旱，俄罗斯和加拿大的低温，美国加利福尼亚州和澳大利亚的盐碱地，严重影响了紫花苜蓿的产量和品质。在紫花苜蓿长期驯化过程中，对高产相关性状的重视也间接导致紫花苜蓿对恶劣环境的耐受度降低。因此，创制和选育高耐受性紫花苜蓿种质显得愈发重要。紫花苜蓿作为高耗水作物，水分是影响其分布和生长发育的重要因素，通过培育和种植高抗旱紫花苜蓿品种是增加和稳定其产量的有效途径。由于紫花苜蓿具有多倍体遗传、近交衰退、异花授粉、自交不亲和等复杂特性，一定程度阻碍了从遗传学和基因组角度阐明其响应干旱胁迫基因功能和分子调控机制的解析。随着2020年紫花苜蓿栽培种“中苜1号”基因组的公布，为从基因组水平解析紫花苜蓿响应干旱胁迫的分子机制奠定了基础。

谱系特有基因是一类仅在某一物种谱系中特异存在，在其他物种谱系中无同源基因的特殊基因。由于谱系特有基因的物种特异性，其生物学功能与物种特异的逆境胁迫响应过程及发育机制紧密关联，对阐明物种进化历程以及解析物种特异分子调控机制都具有重要意义。谱系特有基因具有长度短、内含子和外显子个数少以及组织表达水平低等特征；但在受到外界环境刺激时更能优先表达。随着四倍体和二倍体紫花苜蓿基因组的先后破译，在全基因组水平对紫花苜蓿特有基因进行鉴定及功能研究正当其时。因此，挖掘紫花苜蓿响应干旱的谱系特有基因，解析其分子调控机制，可为丰富紫花苜蓿抗旱理论以及通过基因工程技术创制高抗旱紫花苜蓿种质提供新思路和新基因资源。

发明内容

本发明的目的之一在于提供紫花苜蓿MsASG166基因，该基因属于谱系特有基因。

本发明的目的之二在于提供上述紫花苜蓿MsASG166基因的用途，通过对MsASG166响应干旱胁迫的生理和分子功能进行解析，提供的MsASG166基因及重组MsASG166基因的蛋白定位在细胞膜和细胞质上，在甘露醇、盐和ABA的诱导下表达且可以提高植物耐旱性。

为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

紫花苜蓿MsASG166基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

扩增所述MsASG166基因的正向引物序列如SEQ ID NO.3所示，反向引物序列如SEQID NO.4所示。

上述紫花苜蓿MsASG166基因编码的蛋白选自，

(1)其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示；