好好芭ScPIP1基因在植物生长发育和抗逆中的应用制造技术

本发明专利技术提供好好芭ScPIP1基因在植物生长发育和抗逆中的应用，所述基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。本发明专利技术将ScPIP1基因整合至野生型拟南芥基因组中，发现超表达ScPIP1基因的拟南芥根长大于野生型、根系比野生型发达；在盐胁迫下，处于幼苗期的超表达ScPIP1基因拟南芥的根长大于野生型，说明ScPIP1基因提高植物抗盐能力；在干旱胁迫下，超表达ScPIP1基因的拟南芥生长状况优于野生型，说明ScPIP1基因提高植物抗旱能力。本发明专利技术为利用好好芭PIP1基因资源提供理论基础和技术支持，为抗盐抗旱育种提供新的基因资源，在植物耐盐耐旱抗逆遗传改良中具有重要的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及植物基因工程
，具体地，涉及好好芭ScPIP1基因在植物生长发育和抗逆中的应用。
技术介绍
由于全球气候变暖，世界人口不断增加，工业污染加剧，灌溉农业的发展，化肥使用不当等因素，土壤盐渍化日趋严重，这不仅使得土壤荒漠化、生态环境进一步恶化，并且已经成为阻碍作物生长发育及高产优质的主要因素。目前我国土壤盐渍化日益严重，已经严重影响到农作物的生产，导致农业生产里下降，这一严峻问题亟待解决。现有技术解决问题的主要途径还是传统改良盐渍土的方法，如淡水洗涤、合理灌溉和使用CaCO3等。但是，传统措施投资大、效益低，并且随着大量化学物质的加入会加剧土壤的次生盐渍化，这迫使人们考虑采用其它措施来改良利用盐渍土壤。随着生物技术的发展，培育抗盐渍、耐干旱的适宜在盐渍土壤上生长并具有较高经济和生态价值的植物品系，是开发利用盐渍土壤的一条经济而有效的途径。所以对耐盐基因的研究成为当今的研究热点。增强植物耐盐性或改良土壤盐碱化已成为现阶段面临的主要问题。水分是影响植物生长发育和限制农作物产量提高的主要环境因子。按复合水分运输模型，水分在植物体内运输有三个途径，即质外体途径、共质体途径和跨细胞途径。水通道蛋白为水分跨细胞膜的运输提供了一条选择性通道。质膜水通道蛋白是细胞膜上选择性高效运输水分子的特异蛋白孔道，在植物生命活动中具有多种重要的生理功能，包括水分转运、抗逆境胁迫和种子萌发、细胞伸长、气孔运动、受精等过程中调节水分的快速跨膜运输，研究表明根据植物种类的不同，依赖水通道蛋白的水分运输可达到全部水分运输的20％到85％。植物水通道蛋白是一个超家族，根据氨基酸序列同源性和亚细胞定位可以划分为四个家族:质膜内在蛋白PIP、液泡膜内在蛋白TIP、类Nodulin26膜内在蛋白NIP和小的基本膜内在蛋白SIP。PIP被分为两个亚家族:PIP1和PIP2，PIPs定位于原生质膜，为典型的高水分选择性通道蛋白。从序列水平看，与PIP2亚家族成员相比，PIP1亚家族成员有一个长的N末端和短的C末端。PIP1和PIP2亚家族成员在功能上也存在差异。在爪蟾卵母细胞中异源表达时，与PIP2蛋白相比，PIP1表现没有或具较低的水通道活性。植物水通道蛋白的活性可能受门控机制调控。影响门控行为的因子可能包括磷酸化、异源基因化、pH、Ca2+、渗透压、溶质梯度和温度。植物水通道蛋白在植物种子萌发、细胞伸长、气孔运动、受精等过程中调节水分的快速跨膜运输。有些水通道蛋白还在植物逆境应答中起重要作用，因此研究水通道蛋白与植物抗逆性的关系引起了广泛关注。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种好好芭ScPIP1基因及其应用。本专利技术提供的好好芭ScPIP1基因含有如SEQIDNo.1所示的核苷酸序列或SEQIDNo.1所示核苷酸序列经取代、缺失和/或增加一个或几个核苷酸。本专利技术好好芭ScPIP1基因的CDS序列如SEQIDNO.1所示。本专利技术提供了含有上述好好芭ScPIP1基因的生物材料，所述生物材料为载体、宿主菌、细胞、或表达盒。本专利技术提供了好好芭ScPIP1基因编码的蛋白。本专利技术提供了好好芭ScPIP1基因或其编码的蛋白或上述含有好好芭ScPIP1基因的生物材料在提高植物耐盐性能中的应用。本专利技术提供了好好芭ScPIP1基因或其编码的蛋白或上述含有好好芭ScPIP1基因的生物材料在增强植物抗旱性能中的应用。本专利技术提供了好好芭ScPIP1基因或其编码的蛋白或上述含有好好芭ScPIP1基因的生物材料在制备转基因植物中的应用。本专利技术提供了好好芭ScPIP1基因或其编码的蛋白或上述含有好好芭ScPIP1基因的生物材料在植物遗传育种中的应用。本专利技术提供了好好芭ScPIP1基因或其编码的蛋白或上述含有好好芭ScPIP1基因的生物材料在植物种植资源改良中的应用。本专利技术提供了好好芭ScPIP1基因或其编码的蛋白或上述含有好好芭ScPIP1基因的生物材料在提高植物生长发育性能中的应用。在本专利技术的实施例中，对ScPIP1基因在植物(拟南芥)正常生长条件下和非生物胁迫下的功能进行了探索。实验结果表明，在正常生长条件下，处于幼苗期的超表达ScPIP1基因的拟南芥根长明显大于野生型，生长了6周的超表达ScPIP1基因的拟南芥根系与野生型相比较发达；在50mMNacl胁迫下，超表达ScPIP1基因的拟南芥根长大于野生型；将培养了4周的拟南芥干旱14天，超表达ScPIP1基因的拟南芥抗旱性强于野生型拟南芥，复水2天后，超表达ScPIP1基因的拟南芥表型有所恢复，野生型拟南芥却无恢复。本专利技术的有益效果主要体现在：(1)首次从优良的资源植物好好芭中克隆得到水通道蛋白基因ScPIP1。(2)证明了ScPIP1基因在植物正常生长发育和抗逆过程中发挥着关键作用，为充分利用好好芭ScPIP1基因资源提供理论基础和技术支持，为抗盐抗旱育种提供新的基因资源，可将该基因转入植物中制备转基因植物，以提高植物的生产性能和抗逆性，本专利技术提供的基因在植物耐盐耐旱抗逆遗传改良中具有重要的应用前景。附图说明图1为本专利技术实施例1中基因组水平鉴定好好芭的EST序列。图2为本专利技术实施例1扩增得到的5’RACE和3’RACE片段。图3为本专利技术实施例2中扩增得到的ScPIP1的ORF片段。图4为本专利技术实施例2中重组载体菌液PCR检测的电泳结果。泳道1为DL2000DNAMaker，泳道2-4和6-9显示重组质粒中均含有目的基因ScPIP1，泳道5显示菌液PCR结果不含目的基因ScPIP1。图5为本专利技术实施例2中重组载体的双酶切鉴定结果。泳道1为DL2000DNAMaker，泳道2-5显示4个重组质粒均被酶切成目的片段和载体片段。图6为本专利技术实施例2中阳性菌落PCR的产物的凝胶电泳检测结果。泳道1为DL2000DNAMaker，泳道2-9显示8个克隆全部为成功转入重组质粒的阳性农杆菌图7为本专利技术实施例2中筛选得到的成功转入ScPIP1基因的拟南芥植株。图8为本专利技术实施例2中转基因植株分子鉴定电泳图，所有被检测植株均成功转入ScPIP1基因。泳道1为DL2000DNAMaker，泳道2-10显示9株转基因植株均含有目的基因ScPIP1，泳道11显示野生型植株不含有目的基因。图9为本专利技术实施例2和3中幼苗期超表达ScPIP1基因的拟南芥与野生型拟南芥根长的比较分析结果。图10为本专利技术实施例3中成熟期超表达ScPIP1基因的拟南芥与野生型拟南芥主根长的比较分析结果。L7为超表达ScPIP1基因拟南芥的第7个株系，L8为超表达ScPIP1基因拟南芥的第8个株系。图11为本专利技术实施例3中在干旱胁迫下，超表达ScPIP1基因的拟南芥与野生型拟南芥抗旱性的比较结果。L7为超表达ScPIP1基因拟南芥的第7个株系，L8为超表达ScPIP1基因拟南芥的第8个株系。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。在不背离本专利技术精神和实质的情况下，对本专利技术方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本专利技术的范围。若未特别指明，实施例中所用的化学试剂均为常规市售试剂，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。本专利技术相关研究工作得到国家自然科学基金资助(项目编号31270365)。实施例1好好芭ScP本文档来自技高网...

【技术保护点】
好好芭ScPIP1基因，其特征在于，所述基因含有如SEQ ID No.1所示的核苷酸序列或SEQ ID No.1所示核苷酸序列经取代、缺失和/或增加一个或几个核苷酸。

【技术特征摘要】
1.好好芭ScPIP1基因，其特征在于，所述基因含有如SEQIDNo.1所示的核苷酸序列或SEQIDNo.1所示核苷酸序列经取代、缺失和/或增加一个或几个核苷酸。2.含有权利要求1所述的好好芭ScPIP1基因的生物材料，所述生物材料为载体、宿主菌、细胞、或表达盒。3.权利要求1所述的好好芭ScPIP1基因编码的蛋白。4.权利要求1所述的好好芭ScPIP1基因或其编码的蛋白或权利要求2所述的生物材料在提高植物耐盐性能中的应用。5.权利要求1所述的好好芭ScPIP1基因或其编码的蛋白或...

【专利技术属性】
技术研发人员：张根发，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：北京;11