一种苹果离子转运体MdCAX2L-1的转基因植株及其应用制造技术

本发明专利技术涉及基因工程技术领域，具体公开了一种苹果离子转运体MdCAX2L

【技术实现步骤摘要】
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/H
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交换蛋白(MHX)和NCX类蛋白(NCL)。它们因具有保守的功能域(Na_Ca域)而被聚在一起，但因功能和结构的差异而被分为不同亚族。CCX和CAX亚家族蛋白研究最多，离子底物丰富。例如，AtCCX2可以运输Ca
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，AtCCX3,5控制K
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吸收或Na
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运输。OsCCX2控制Cd
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运输。对于CAX亚家族，AtCAX1,3具有Ca
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转运的特性，而SaCAX2增强Ca
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和Mn
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的积累。相比之下，截掉N末端的AtsCAX2 不积累Mn
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，但全长AtCAX2可以转运Ca
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、Cd
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和Mn
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。
[0005]关于CAX2甚至CaCA超家族蛋白涉及钡离子转运的研究较少。AtCAX4 在提高酵母对Na
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、Ca
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和Ba
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的耐受性方面发挥了重要作用。星星草(Puccinellia tenuiflora)中的PutCAX1和PutCAX2影响酵母对Ca
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和Ba
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耐受性。
[0006]苹果是我国重要的经济树种之一，提高产量和品质是育种的重要目标，特别是在逆境胁迫下保持最大效益以获得较高的经济效益。苹果中CAX2L
‑
1蛋白的功能尚不清楚，对钡离子胁迫的研究更是未见报道。通过基因操作控制钡吸收为钡污染土壤上的苹果栽培提供了可能。

技术实现思路

[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种苹果离子转运体MdCAX2L
‑
1的转基因植株及其应用，所述的转运体MdCAX2L
‑
1过表达，一方面能将钡离子进行液泡的区隔化，从而降低胞质中的钡离子含量，并控制着钡离子由根向地上部的运输，另一反面，提高转基因植物的抗氧化系统活性。两方面共同作用来提高转基因植物对钡离子的耐受性。
[0008]本专利技术提供了一种苹果离子转运体MdCAX2L
‑
1在转基因中的应用，所述苹果离子转运体MdCAX2L
‑
1的表达可以提高转基因对象对钙、钡的耐受性。
[0009]进一步地，所述MdCAX2L
‑
1能够在转基因酵母菌株中转运钙离子。
[0010]进一步地，所述MdCAX2L
‑
1的过表达能提高转基因酵母对钡的耐受性。
[0011]进一步地，所述MdCAX2L
‑
1能够用于提高转基因植物对钡离子的耐受性。
[0012]本专利技术还提供了一种苹果离子转运体MdCAX2L
‑
1的转基因植株。
[0013]进一步地，所述转基因植株为苹果转基因植株。
[0014]本专利技术还提供了上述的苹果离子转运体MdCAX2L
‑
1的转基因植株在耐高浓度钡中的应用。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0016]1、本专利技术获得了苹果离子转运体MdCAX2L
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1的转基因植株，并利用钡胁迫处理下的表型比较和生理参数测定，详细鉴定了其正调控植物耐高钡的生物学功能，获得的研究成果对于开展苹果分子定向育种具有重要的理论意义和实际应用价值；
[0017]2、本专利技术明确了MdCAX2L
‑
1编码的蛋白定位于液泡膜，MdCAX2L
‑
1过表达，一方面能够将外界高浓度的钡离子隔离到液泡中，降低胞质钡含量并控制钡离子的向上运输；另一方面提高转基因植物的抗氧化酶活性，两方面共同作用提高转基因植物的耐钡性，在提高植株耐钡的基因工程育种方面有重要的参考价值；
[0018]3、本专利技术利用农杆菌介导的浸染方式获得的转基因苹果愈伤和苹果植株对高浓度钡的耐受性显著增强，在苹果耐钡的分子定向育种及缩小栽培环境限制方面有重要的应用价值。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本专利技术实施例1中苹果离子转运体MdCAX2L
‑
1与拟南芥AtCAX2 的基因结构比较及保守功能域分析；
[0021]其中，图A表示MdCAX2L
‑
1与拟南芥AtCAX2的基因结构比较；
[0022]图B表示MdCAX2L
‑
1与拟南芥AtCAX2的保守功能域分析；
[0023]图2为本专利技术实施例2中苹果MdCAX2L
‑
1基因在不同组织和钡胁迫处理下的表达量分析，其启动子响应模式及其编码蛋白的亚细胞定位鉴定；
[0024]其中，图A表示MdCAX2L
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1基因分别在苹果根、茎、叶、花、果实中的表达量差异；
[0025]图B表示钡离子胁迫下根系中的MdCAX2L
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1基因在不同处理时间下的表达量差异；
[0026]图C表示MdCAX2L
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1的启动子响应Ba处理差异分析；
[0027]图D表示MdCAX2L
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1的启动子响应Ba处理在拟南芥各组织中的表达水平差异；
[0028]图E表示MdCAX2L
‑
1编码蛋白定位于烟草下表皮细胞的液泡膜；GFP指绿色荧光蛋白(Green fluorescent protein)，AtCBL2为液泡膜定位marker蛋白。
[0029]图F表示MdCAX2L
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1编码蛋白定位于酵母细胞的液泡膜；
[0030]图3为本专利技术克隆的苹果MdCAX2L
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1在钙离子敏感酵母突变体菌株K667 中的功能鉴定；
[0031]其中，图A表示不同浓度的CaCl2对过表达MdCAX2L
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1的K667阳性菌株生长影响的直观图；pDR196为酵母表达载体，YPD为Yeast Extract PeptoneDextrose Medium的缩写。
[0032]图B表示不同浓度的BaCl2对过表达MdCAX2L
‑
1的K667阳性菌株生长影响的直观图；
[0033]图C表示CaCl2处理下，阳性菌株细胞吸收钙离子的荧光图；Fluo指荧光(fluorescence)场下观察结果。
[0034]图D表示CaCl2处理下，阳性菌株细胞吸收钙离子量的定性分析；
[0035]图E表示BaCl2处理下，阳性菌株细胞中钡离子的相对含量；
[0036]图4为本专利技术Md本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种苹果离子转运体MdCAX2L
‑
1在转基因中的应用，其特征在于，所述苹果离子转运体MdCAX2L
‑
1的表达可以提高转基因对象对钙、钡的耐受性。2.如权利要求1所述的苹果离子转运体MdCAX2L
‑
1在转基因中的应用，其特征在于，所述MdCAX2L
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1能够在转基因酵母菌株中转运钙离子。3.如权利要求1所述的苹果离子转运体MdCAX2L
‑
1在转基因中的应用，其特征在于，所述MdCAX2L
‑
1的过表达能提高转...

【专利技术属性】
技术研发人员：马锋旺，杨洁，毛柯，李超，刘长海，龚小庆，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：发明
国别省市：