白花野蔷薇RmNHX2基因及其提高植物耐盐性的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种白花野蔷薇RmNHX2基因及其提高植物耐盐性的应用，包括白花野蔷薇DNA片段的分离、克隆和功能验证及应用。其中，DNA片段包含白花野蔷薇抗逆功能基因RmNHX2，其核苷酸序列如序列表SEQ ID NO：1所示，其对应的蛋白质的序列如SEQ IDNO：2所示。该基因片段能够提高植物的耐盐性。将该基因片段直接转化植物，使转基因植物耐盐能力显著增强。使转基因植物耐盐能力显著增强。

【技术实现步骤摘要】
白花野蔷薇RmNHX2基因及其提高植物耐盐性的应用


[0001]本专利技术属于植物基因工程
，尤其涉及一种白花野蔷薇RmNHX2基因及其提高植物耐盐性的应用。

技术介绍

[0002]非生物胁迫是指严重影响作物产量和品质的环境条件(如盐害、极端温度和干旱)。盐胁迫是一种主要的抑制植物生长过程和限制作物生产的胁迫，已经成为世界各地农业发展的巨大威胁(Mahajan and Tuteja.2005)。此外，施肥和灌溉可能导致土壤次生盐碱化(Zhu 2002)。此外，盐度通过渗透胁迫破坏生理生化功能，导致植物细胞和植物自身死亡，离子毒性和Na
+
和Cl
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过量引起的营养失衡(Kronzucker et al.2011)。因此，分析植物响应盐胁迫的机制，探索与耐盐相关的基因，对栽培耐盐园艺作物具有重要的理论意义和较高的实践意义。为了解决土壤盐分问题，植物发展了几种适应机制，这些机制对许多植物的生存至关重要(Yoshida et al.2014)。植物能够从其细胞、生理和生化反应中感知盐胁迫信号，传递信号，并调控相关基因的表达以响应盐胁迫(Giraud et al.2009)。例如，植物可以通过调节气孔关闭来控制水分流失，减轻盐害(Zhang et al.2019)。在过去的几十年里，人们广泛发现耐盐相关基因根据其功能可分为两类。前一组的功能是保护细胞免受盐胁迫引起的损伤(Phukan et al.2017)。第二组为转录因子(TFs)、蛋白磷酸酶和蛋白激酶，，是胁迫信号转导和胁迫响应基因激活的关键(Yu et al.2017)。随着基因工程的突飞猛进，园艺作物可以在基因水平上进步，提高抗逆性(Dong et al.2013)。因此，挖掘这些抗逆基因对提高植物耐胁迫能力具有重要意义。
[0003]植物进化出了几种防御系统以适应盐胁迫(Banjara et al.2012)。植物钠质子反向转运蛋白(NHXs)最初被证明对电中性Na
+
/H
+
交换过程有中介作用，将过量的胞浆Na
+
隔离到液泡中，并维持离子平衡(Yuan et al.2015)。据报道，拟南芥中有8个NHX(Deinlein et al.2014)。根据序列相似性和定位，拟南芥的NHXs可分为3类，分别是位于质膜AtNHX7/8、位于核内体AtNHX5/6和位于液泡膜AtNHX1/2/3/4(Bassil and Blumwald,2014)。值得注意的是，拟南芥液泡膜和质膜上定位的NHXs通过维持Na
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/K
+
稳态对耐盐性产生重要影响(Bassil et al.2011)。最近的研究表明上述液泡膜型Na
+
/K
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逆向转运蛋白的过表达增强植物的耐盐性(Teakle et al.2010,Zhang et al.2015)。例如，来自耐盐植物向日葵(Helianthus tuberosus)的两个NHXs(HtNHX1和HtNHX2)的异源表达提高了水稻的耐盐性(Zen et al.2018)。在杜梨(Pyrus ussuriensis)中，PbrNHX2的过表达通过维持低Na
+
/K
+
比例增强了耐盐性(Dong et al.2019)。上述结果表明，NHXs蛋白对植物的耐盐性有积极的影响。白花野蔷薇(Rosa multiflora Thunb)作为现代月季(Rosa hybrida)的砧木，是一种耐盐、耐低温的重要野生资源，对其耐盐基因进行功能鉴定，对月季的遗传改良具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种白花野蔷薇RmNHX2基因及其提高
植物耐盐性的应用。本专利技术对白花野蔷薇RmNHX2进行了分离鉴定，在烟草中过表达RmNHX2提高了耐盐性，RmNHX2基因可用于提高月季及其木本花卉耐盐基因工程。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种白花野蔷薇RmNHX2基因，核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示。
[0006]一种上述白花野蔷薇RmNHX2基因的编码蛋白，氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示。
[0007]一种用于获得上述白花野蔷薇RmNHX2基因的引物对，包括P1正向引物和P2反向引物等。P1正向引物如SEQ ID NO：3所示，P2反向引物如SEQ ID NO：4所示；利用P1正向引物和P2反向引物进行PCR扩增获得白花野蔷薇RmNHX2基因。
[0008]一种用于检测如上述白花野蔷薇RmNHX2基因在转基因植物中表达的引物对，包括P3正向引物和P4反向引物等。P3正向引物如SEQ ID NO：5所示，P4反向引物如SEQ ID NO：6所示；使用P3正向引物和P4反向引物对转化白花野蔷薇RmNHX2基因的植物进行RT
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PCR扩增，检测白花野蔷薇RmNHX2基因是否在转基因植物中表达。
[0009]一种如上述白花野蔷薇RmNHX2基因在提高植物耐盐性上的应用。
[0010]进一步地，所述植物为烟草。
[0011]本专利技术的有益效果是：本专利技术包括白花野蔷薇DNA片段的分离、克隆和功能验证及应用；其中，DNA片段包含白花野蔷薇抗逆功能基因RmNHX2，该基因片段能够提高植物的耐盐性。将该基因片段直接转化植物，可使转基因植物耐盐能力显著增强。该基因通过维持离子稳态和增强活性氧清除来提高植物的耐盐性。因此，该基因在今后的观赏植物耐盐工程中具有很大的应用潜力。
附图说明
[0012]图1为本专利技术的超量植物表达载体pCAMBIA2300s结构示意图；
[0013]图2为本专利技术的超量植物表达载体pCAMBIA2300s
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RmNHX2构建示意图；
[0014]图3为RmNHX2的亚细胞定位检测图；
[0015]图4为RmNHX2基因的遗传转化流程图；
[0016]图5为RmNHX2基因在转基因烟草植株中的表达量情况示意图；其中，WTt野生型烟草(作为转基因烟草的对照)，OE1、OE7和OE9为3个转基因株系；
[0017]图6为RmNHX2(OE1、OE7和OE9)转基因烟草与对照野生型烟草盐处理表型鉴定示意图；
[0018]图7为RmNHX2(OE1、OE7和OE9)转基因烟草与对照野生型烟草盐处理下叶绿素含量检测示意图；
[0019]图8为RmNHX2(OE1、OE7和OE9)转基因烟草与对照野生型烟草盐处理下活性氧检测示意图；
[0020]图9为RmNHX2(OE1、OE7和OE9)转基因烟草与对照野生型烟草盐处理下过氧根离子检测示意图；
[0021]图10为RmNHX2(OE1、OE7和OE9)转基因烟草与对照野生型烟草盐处理下根、叶片金属离子的测定示意图。
具体实施方式
[0022]本专利技术一种白花野本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种白花野蔷薇RmNHX2基因，其特征在于，核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示。2.一种如权利要求1所述白花野蔷薇RmNHX2基因的编码蛋白，其特征在于，氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示。3.一种用于获得如权利要求1所述白花野蔷薇RmNHX2基因的引物，其特征在于，包括P1正向引物和P2反向引物等。P1正向引物如SEQ ID NO：3所示，P2反向引物如SEQ ID NO：4所示；利用P1正向引物和P2反向引物进行PCR扩增获得白花野蔷薇RmNHX2基因。4.一种用于检测如权利要求1所述白花野蔷薇RmNHX2基因在...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗平，崔永一，陈林妹，陈雯，
申请(专利权)人：浙江农林大学，
类型：发明
国别省市：