一种大麦HvFRF1基因、蛋白、表达载体以及用途制造技术

本发明专利技术属于基因工程技术领域，公开了一种大麦HvFRF1基因、蛋白、表达载体以及用途。该大麦HvFRF1基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。根据所述的大麦HvFRF1基因编码的蛋白，所述蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。本发明专利技术还提供一种大麦HvFRF1基因在调控拟南芥和大麦抗旱性筛选拟南芥品种和大麦品种上的用途。本发明专利技术通过对大麦HvFRF1基因的克隆和分析，并结合拟南芥和大麦转基因技术在拟南芥和大麦上对该基因功能验证。发现过表达HvFRF1基因能显著提高拟南芥和大麦植株对干旱胁迫的耐受性。本发明专利技术为大麦抗旱育种与生产提供了理论依据和相关基因。论依据和相关基因。论依据和相关基因。

【技术实现步骤摘要】
一种大麦HvFRF1基因、蛋白、表达载体以及用途


[0001]本专利技术属于基因工程
，尤其涉及一种大麦HvFRF1基因、蛋白、表达载体以及用途。

技术介绍

[0002]干旱是影响人类生产和作物生长最主要的气候灾害，其发生频率高、持续时间长、波及范围广(Mosley等，2015；Caine等，2019年)。近年来随着全球变暖和极端气候变化异常，干旱日益加剧，己成为全世界粮食生产最重要的限制因素，严重威胁粮食安全。根据紧急灾难数据库(EM
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DAT，https://www.emdat.be/)资料显示，干旱发生的频次占全球自然灾害的二十分之一，带来的直接损失占所有自然灾害直接损失的三分之一以上。因此，作物干旱研究受到全世界的特别关注，而培育抗旱作物品种提高作物的抗旱能力，对于充分利用土地与自然资源、促进农业可持续发展具有非常重要的现实意义。
[0003]大麦(Hordeum vulgare L.)是世界上最古老的二倍体作物之一，适于在高海拔、寒凉、干旱、盐碱、瘠薄土地种植(Carter等，2019；Kebede等，2019)，不与主粮作物竞争耕地资源，在应对全球气候变化以及保障区域性粮食安全方面意义重大。过去五年，我国大麦年均种植面积基本稳定在90～100万公顷，总产量450～500万吨，而大麦年消费量近1500万吨，年最大进口量超过1000万吨(FAOSTAT，http://faostat.fao.org/)。大麦的用途广泛，集食用、饲用、酿造、药用等多种功用于一身。由于大麦营养丰富，又有保健疗效，已成为加工大众化、经济型、方便型、食疗型食品的理想原料。因此，挖掘大麦抗旱种质及关键抗旱基因，明确其抗旱机制，对开发抵御干旱胁迫新途径，提高作物抗旱能力及产量具有重要意义。
[0004]FRS是一类新的转录因子，由一个或多个失去功能的MULE转座子经过“分子驯化”而产生(Lin等，2007)，其家族成员通过转录激活或抑制不同靶基因的表达来调节各种细胞过程，在植物生长发育和抗逆过程中发挥着重要功能(Ouyang等，2011；Li等，2016；Ritter等，2017)。
[0005]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0006]FRF是一类截短的FRS，与FRS竞争DNA结合位点，进而调控靶基因的表达。然而，关于这类基因的研究主要集中在拟南芥上，有关作物的FRF基因现有技术尚鲜有报道。不能为大麦抗旱育种与生产提供理论依据；因此鉴定大麦FRF基因，探究其调控干旱胁迫的功能，对提高作物抵御干旱胁迫能力和作物的遗传改良具有重要意义。

技术实现思路

[0007]为克服相关技术中存在的问题，本专利技术公开实施例提供了一种大麦HvFRF1基因、蛋白、表达载体以及用途。具体涉及一种大麦HvFRF1基因及其用途。
[0008]所述技术方案如下：一种大麦HvFRF1基因，该大麦HvFRF1基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0009]在一实施例中，该大麦HvFRF1基因为从大麦中克隆得到的基因。
[0010]本专利技术的另一目的在于提供一种所述的大麦HvFRF1基因编码的蛋白，所述蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。
[0011]本专利技术的另一目的在于提供根据所述大麦HvFRF1基因通过同源重组构建的拟南芥过表达载体super1300:HvFRF1。核苷酸序列如SEQ ID NO.26所示。
[0012]本专利技术的另一目的在于提供一种根据所述大麦HvFRF1基因通过Gateway方法构建的大麦过表达载体pBract214:HvFRF1。核苷酸序列如SEQ ID NO.29所示。
[0013]本专利技术的另一目的在于提供一种大麦HvFRF1基因在获取具有抗旱性拟南芥株系上的应用。
[0014]本专利技术的另一目的在于提供一种大麦HvFRF1基因在获取具有抗旱性大麦株系上的应用。
[0015]本专利技术的另一目的在于提供一种大麦HvFRF1基因受干旱胁迫诱导下在大麦根系中组织表达上的应用。
[0016]本专利技术的另一目的在于提供一种大麦HvFRF1基因在调控拟南芥和大麦抗旱性筛选拟南芥品种和大麦品种上的用途。
[0017]结合上述的所有技术方案，本专利技术所具备的优点及积极效果为：
[0018]第一、针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本专利技术的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本专利技术技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：
[0019]随着全球变暖导致干旱频发且日益加剧，干旱己成为全世界粮食生产最重要的限制因素，严重威胁粮食安全，作物抗旱研究受到全世界的广泛关注。挖掘作物抗旱相关基因、培育抗旱作物品种，以应对全球气候变化和人口增长对抗旱作物的需求，对于农业可持续发展和保障粮食安全具有重要的意义。然而，由于抗旱性状的遗传复杂性，已成为解析作物抗旱遗传基础和培育突破性强抗(耐)旱作物品种的重要瓶颈。大麦是世界上第四大禾谷类作物，适于在干旱、盐碱、瘠薄等土地种植，是挖掘优异抗旱基因的重要材料。本专利技术通过对大麦HvFRF1基因的克隆和分析，并结合拟南芥和大麦转基因过表达技术对该基因进行功能验证，结果显示，过表达HvFRF1基因能够显著提高拟南芥和大麦的抗旱性。本专利技术可为大麦及其他作物抗旱遗传改良提供优异的基因资源，创新和丰富作物抗旱遗传调控理论，对选育优良的抗旱作物新品种亦具有重要指导意义。
[0020]第二、把技术方案看作一个整体或者从产品的角度，本专利技术所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：
[0021]本专利技术公开了大麦HvFRF1基因及其在调控拟南芥和大麦对干旱胁迫的耐受性方面的用途，所述大麦HvFRF1基因的CDS区核苷酸序列如SEQ ID No.1所示，本专利技术通过对大麦HvFRF1基因的克隆和分析，并结合拟南芥和大麦转基因技术在拟南芥和大麦上对该基因功能验证。发现过表达HvFRF1基因能显著提高拟南芥和大麦植株对干旱胁迫的耐受性。本专利技术为大麦抗旱育种与生产提供了理论依据和相关基因。
附图说明
[0022]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施
例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
[0023]图1是本专利技术实施例提供的专利技术实施例提供一种super1300:HvFRF1载体构建方法流程图；
[0024]图2A是本专利技术实施例提供的HvFRF1功能域与保守序列分析中HvFRF1功能域预测结果，含有一个典型的FAR1功能域图；
[0025]图2B是本专利技术实施例提供的HvFRF1功能域与保守序列分析中大麦HvFRF1与拟南芥AtFRF1、AtFRF2、AtFRF3、AtFRF4蛋白序列比对结果图，方框标注了FAR1功能域所在位置，三角标注了FAR1功能域中保守的氨基酸；
[0026]图3A是本专利技术实施例提供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大麦HvFRF1基因，其特征在于，该大麦HvFRF1基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。2.根据权利要求1所述的大麦HvFRF1基因，其特征在于，该大麦HvFRF1基因为从大麦中克隆得到的基因。3.一种根据权利要求1～2任意一项所述的大麦HvFRF1基因编码的蛋白，所述蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。4.一种根据权利要求1所述大麦HvFRF1基因通过同源重组构建的拟南芥过表达载体super1300:HvFRF1，核苷酸序列如SEQ ID NO.26所示。5.一种根...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺小彦，穆平，董义焕，曾建斌，
申请(专利权)人：青岛农业大学，
类型：发明
国别省市：