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拟南芥糖基转移酶基因UGT76E11在提高植物耐盐性中的应用制造技术

技术编号:12103286 阅读:142 留言:0更新日期:2015-09-23 21:47
本发明专利技术公开了一种拟南芥糖基转移酶基因UGT76E11在提高植物耐盐性中的应用,其中所述糖基转移酶基因UGT76E11的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示,其是通过RT-PCR技术从拟南芥中克隆获得。本发明专利技术利用基因UGT76E11构建植物过表达载体,进行植物转基因操作,获得转基因植物。检测表明转基因植物的耐盐性得到明显提高,预示本发明专利技术实施后将会创造新型耐盐植物,可用于后续的作物品种改良,对我国农业生产具有重大意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种糖基转移酶基因的应用,尤其涉及一种拟南芥糖基转移酶基因 UGT76E11在提高植物耐盐性中的应用,属于基因工程领域。
技术介绍
盐胁迫是影响植物生长和粮食产量的最主要的环境因素之一,也是植物需要适应 的逆境之一。一般情况下,土壤中含盐量超过0.2%时,就能引发盐胁迫。据不完全统计,全 世界有800多万平方公里的土地受到不同程度盐渍化的影响,约占世界陆地面积的6%,并 且这一数字正在逐步扩大(Munns and Tester, 2008),而我国也有许多盐渍化土地,全国约 有1亿亩的盐碱耕地和3亿亩左右的盐碱荒地,严重制约着农作物产量的提高。因此,开发 利用盐碱地,提高盐渍化土地上的作物产量,对我国的农业发展有着极其重要的现实意义。 基因工程技术的应用可以获得具有耐盐性的农作物,有望缓解土壤的盐渍化对农作物产量 的影响。 糖基转移酶是专门负责催化糖基化修饰反应的酶类,拟南芥糖基转移酶家族1中 共有119个可能的糖基转移酶。虽然这些糖基转移酶基因的序列已公开于核酸序列数据 库中,但是这些糖基转移酶基因的特殊功能还远远没有被揭示,如拟南芥糖基转移酶家族1 中的UGT76E11基因能够增强转基因植物耐盐性的功能和应用目前未见报道。
技术实现思路
针对现有技术的不足,本专利技术的目的是提供了 一种拟南芥糖基转移酶基因 UGT76E11在提高植物耐盐性中的应用。 本专利技术所述拟南芥糖基转移酶基因 UGT76E11在提高植物耐旱性中的应用。 其中:所述糖基转移酶基因 UGT76E11的核苷酸序列如SEQ ID No. 1所示。所述植 物优选是十字花科植物,所述十字花科植物优选是拟南芥、白菜、油菜、甘蓝或芥菜。 本专利技术利用SEQ ID No. 3和SEQ ID No. 4所示的引物序列,通过RT-PCR技术从拟 南芥中克隆糖基转移酶基因 UGT76E11,然后利用该基因构建植物过表达载体,进行植物转 基因操作,获得转基因植物。检测表明转基因植物的耐盐性得到显著提高(见图1、图2、图 3、图4),证明拟南芥糖基转移酶家族1中的UGT76E11基因能够具有增强转基因植物耐盐性 的功能。 本专利技术实施后可能带来的有益效果: 实验证实,应用本专利技术所述拟南芥糖基转移酶基因 UGT76E11进行植物转基因操 作,可以显著提高转基因植物的耐盐性(见附图1、附图2、附图3和附图4)。预示本专利技术实 施后将会创造新型耐盐植物,可用于后续的作物品种改良,对我国农业生产具有重大意义。【附图说明】 图1.种子在含盐培养基上的萌发实验统计结果。 图中WT为拟南芥对照植物,OE-69和OE-87为UGT76E11的两个转基因过表达株 系。MS(-)表示不含盐的培养基,125mM NaCl表示含有125mM NaCl的MS培养基,其余类 推。统计结果显示两个过表达株系在含盐的培养基上,萌发率明显高于野生型对照。这说 明UGT76E11基因过表达之后明显增强了植株萌发期的耐盐性。 图2.在含盐培养基上根的生长实验结果统计。 图中WT为拟南芥对照植物,OE-69和OE-87为UGT76E11的两个转基因过表达株 系。MS(-)表示不含盐的培养基,IOOmM NaCl表示含有IOOmM NaCl的MS培养基,其余类推。 实验结果显示在含盐培养基上,两个过表达株系的根长明显高于野生型。因为在株系OE-87 中UGT76E11的表达水平高于OE-69,株系OE-87表现出更强的根系生长。这说明UGT76E11 基因过表达之后能够增强植株的抗盐性。 图3.伊文思蓝(Evans Blue)染色实验结果统计。 图中WT为拟南芥对照植物,OE-69和OE-87为UGT76E11的两个转基因过表达株 系。"Control"表示未经过盐水胁迫的叶片染色," IOOmM NaCl"表示经过IOOmM NaCl胁 迫处理的叶片进行染色,其余类推。实验结果发现在盐胁迫处理以后,两个过表达株系的染 色比野生型对照浅很多,说明过表达株系经过盐处理之后细胞死亡比野生型对照少。证明 UGT76E11基因可用于增强植物耐盐性。 图4.植物苗期浇盐水实验。 图中WT为拟南芥对照植物,0E-69和0E-87为UGT76E11的两个过表达株系。浇 盐水之前转基因株系与对照生长状态一致,浇盐水之后发现野生型对照几乎全部死亡(叶 片变白),而两个过表达株系只有少量叶片出现死亡,这说明UGT76E11基因过表达之后明 显增强了植株的耐盐性。【具体实施方式】 实施例1克隆拟南芥糖基转移酶基因 UGT76E11 1.拟南芥糖基转移酶基因 UGT76E11的克隆 通过公开网站http://www. cazy. org获得UGT76E11基因的cDNA序列。根据cDNA 序列设计引物,正向引物为76E11-F: 5 ' -GGATCCATGGAGGAAAAGCCGGCGGG-3 ',反向引物为 76E11-R:5' -GTCGACTCATAGAGTCCTCATGTAGTGTACAAACTC-3'。利用 TRIzol 试剂盒提取拟南 芥RNA,RT-PCR方法扩增UGT76E11基因的全长cDNA序列。将cDNA克隆的过程是先经过 BamHI和Sal I酶切,之后连入相应酶切的pBluescript II SK(+)载体中,构建成测序中间 载体,称为PK76E11,然后用载体进行基因全长PCR扩增和BamHI和Sal I酶切验证,最后进 行序列测定,验证克隆序列的正确性。 2.拟南芥糖基转移酶基因 UGT76E11的序列信息与特性分析 UGT76E11基因的编码区cDNA为1356bp,编码451个氨基酸的57. 6kDa蛋白,C端 具有44个氨基酸的PSPG盒,为植物次生代谢物糖基转移酶所共同具有的保守序列。 3.拟南芥糖基转移酶基因 UGT76E11受逆境胁迫诱导表达 将两周大小的野生型拟南芥(Col-O)小苗用200mM NaCl (盐胁迫)、300mM甘露醇 (渗透胁迫)分别处理311、611、1211、2411,以蒸馏当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
拟南芥糖基转移酶基因UGT76E11在提高植物耐盐性中的应用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:侯丙凯李琴李燕洁
申请(专利权)人:山东大学
类型:发明
国别省市:山东;37

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