【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于植物基因工程，尤其涉及gsts相关基因在调控杨树抗盐胁迫中的应用。
技术介绍
1、杨树作为重要的工业原料林，也是一种可再生的生物材料，与其他造林树种相比，杨树更注重追求经济效益。然而，作为一种多年生植物，杨树在其漫长的生命周期中经常受到复杂的环境胁迫，这对其生长和生存构成了严重的威胁。杨树是一种亲水经济林，非生物胁迫会大大降低其木材产量，而盐胁迫是常见的非生物胁迫。
2、在盐渍土壤中，过量的钠离子和氯离子被释放到土壤中，被杨树主动吸收，抑制了杨树的生长发育。盐胁迫显著影响杨树的产量、品质和效率，是影响杨树生产和农业发展的主要非生物胁迫和限制因素之一。杨树进化出了不同的耐盐机制来抵御盐胁迫造成的损害。这些机制主要涉及盐胁迫下抗氧化相关酶、渗透调节、细胞壁和膜脂修饰以及离子稳态的变化。为了维持杨树的生产力，满足对能源和生物材料日益增长的需求，有必要通过基因工程进一步提高杨树对胁迫的分子反应的认识，并进一步提高其抗逆性。
3、活性氧是使细胞能够快速响应不同刺激的关键信号分子。在植物中，活性氧在非生物和生物胁迫感知、不同环境信号的整合和胁迫响应网络的激活中起着至关重要的作用，从而有助于防御机制和植物恢复力的建立。谷胱甘肽s-转移酶(gsts)是主要的保护性抗氧化酶蛋白家族之一，广泛分布于真核生物中。近年来，植物响应盐胁迫的研究在活性氧调控等方面取得了许多新的发现和突破。主要集中在过氧化物酶，多酚氧化酶，超氧化物歧化酶等几个过氧化物清除酶家族在盐胁迫下的调控作用，而在其他过氧化物清除酶家族中关于调控抗
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供gsts相关基因在调控杨树抗盐胁迫中的应用，所述ptrgstu23基因和ptrgstu40基因在盐胁迫环境中能提高谷胱甘肽s-转移酶的含量，使叶绿素含量保持较高水平，膜系统损伤程度降低，进而达到提高杨树抗盐胁迫的效果。
2、本专利技术的目的还在于提供一种培育抗盐胁迫的转基因杨树的方法，以增强杨树耐盐性，以便用于林业的抗非生物胁迫品种选育。
3、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
4、本专利技术提供了gsts相关基因在调控杨树抗盐胁迫中的应用，所述gst s相关基因为ptrgstu23基因或ptrgstu40基因；所述ptrgstu23基因的cds编码序列如seq id no.1所示，所述ptrgstu40基因的cds编码序列如seq id no.2所示。
5、本专利技术还提供了gsts相关蛋白在调控杨树抗盐胁迫中的应用，所述gsts相关蛋白为ptrgstu23蛋白或ptrgstu40蛋白；所述ptrgstu23蛋白的氨基酸序列如seq id no.3所示，所述ptrgstu40蛋白的氨基酸序列如seq id no.4所示。
6、优选的，在盐胁迫条件下，通过过量表达ptrgstu23基因或ptrgstu40基因提高杨树对盐胁迫的抗性。
7、优选的，所述ptrgstu23基因或ptrgstu40基因在盐胁迫条件下，能降低过氧化氢、超氧阴离子和mda含量。
8、优选的，所述ptrgstu23基因或ptrgstu40基因在盐胁迫条件下，能提高抗氧化酶的活性。
9、优选的，所述ptrgstu23基因或ptrgstu40基因在盐胁迫条件下，能降低膜系统损伤。
10、优选的，所述ptrgstu23基因或ptrgstu40基因在盐胁迫条件下，能维持光合活性，缓解叶绿素含量降低的现象。
11、优选的，所述ptrgstu23基因或ptrgstu40基因在盐胁迫条件下，能使基因ptrsos1、ptrsos2、ptrsos3、ptrhkt1、ptrcbl10、ptrnhx1上调。
12、本专利技术还提供了一种培育抗盐胁迫的转基因杨树的方法，包括：将含有抗盐胁迫基因的生物材料转化到受体杨树材料中，培育筛选抗盐胁迫杨树；所述抗盐胁迫基因为ptrgstu23基因或ptrgstu40基因；所述ptrgstu23基因的cds编码序列如seq id no.1所示，所述ptrgstu40基因的cds编码序列如seq id no.2所示。
13、优选的，所述生物材料包括以下任意一种：a1)包含所述基因的重组表达载体；a2)包含所述基因的重组菌；a3)包含a1)所述的重组表达载体的重组菌；a4)包含所述基因的转基因植物细胞或转基因植物组织；a5)包含a1)所述的重组表达载体的转基因植物细胞或转基因植物组织。
14、相对于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
15、本专利技术首次发现了杨树基因ptrgstu23和ptrgstu40具有耐盐胁迫功能，能够编码广泛存在的谷胱甘肽s-转移酶。前人研究显示谷胱甘肽s-转移酶对于提高植物清除活性氧能力，对植物提高抵御非生物胁迫有着重要作用，目前在杨树中过量表达ptrgstu23和ptrgstu40可提高杨树耐盐性的功能没有相关报道。
16、本专利技术耐盐测试的实验结果表明，转基因杨树中ptrgstu23和ptrgstu40的表达量与非转基因杨树相比均有很大程度的提高，谷胱甘肽s-转移酶活性也高于非转基因杨树，其耐盐性也因此得到增强。因此，本专利技术提出可利用ptrgstu23和ptrgstu40的过量表达来增强杨树耐盐性以便用于林业的抗非生物胁迫品种选育，由此减缓盐胁迫逆境对林业生产量和品质造成的水平降低。
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1.GSTs相关基因在调控杨树抗盐胁迫中的应用，其特征在于，所述GSTs相关基因为PtrGSTU23基因或PtrGSTU40基因；所述PtrGSTU23基因的CDS编码序列如SEQ ID NO.1所示，所述PtrGSTU40基因的CDS编码序列如SEQ ID NO.2所示。
2.GSTs相关蛋白在调控杨树抗盐胁迫中的应用，其特征在于，所述GSTs相关蛋白为PtrGSTU23蛋白或PtrGSTU40蛋白；所述PtrGSTU23蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示，所述PtrGSTU40蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.4所示。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，在盐胁迫条件下，通过过量表达PtrGSTU23基因和PtrGSTU40基因提高杨树对盐胁迫的抗性。
4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述PtrGSTU23基因或PtrGSTU40基因在盐胁迫条件下，能降低过氧化氢、超氧阴离子和MDA含量。
5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述PtrGSTU23基因或PtrGSTU40基因在盐胁迫条件下，能
6.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述PtrGSTU23基因或PtrGSTU40基因在盐胁迫条件下，能降低膜系统损伤。
7.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述PtrGSTU23基因或PtrGSTU40基因在盐胁迫条件下，能维持光合活性，缓解叶绿素含量降低的现象。
8.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述PtrGSTU23基因或PtrGSTU40基因在盐胁迫条件下，能使基因PtrSOS1、PtrSOS2、PtrSOS3、PtrHKT1、PtrCBL10、PtrNHX1上调。
9.一种培育抗盐胁迫的转基因杨树的方法，其特征在于，包括：将含有抗盐胁迫基因的生物材料转化到受体杨树材料中，培育筛选抗盐胁迫杨树；所述抗盐胁迫基因为PtrGSTU23基因或PtrGSTU40基因；所述PtrGST U23基因的CDS编码序列如SEQ ID NO.1所示，所述PtrGSTU40基因的CDS编码序列如SEQ ID NO.2所示。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述生物材料包括以下任意一种：A1)包含所述基因的重组表达载体；A2)包含所述基因的重组菌；A3)包含A1)所述的重组表达载体的重组菌；A4)包含所述基因的转基因植物细胞或转基因植物组织；A5)包含A1)所述的重组表达载体的转基因植物细胞或转基因植物组织。
...【技术特征摘要】
1.gsts相关基因在调控杨树抗盐胁迫中的应用，其特征在于，所述gsts相关基因为ptrgstu23基因或ptrgstu40基因；所述ptrgstu23基因的cds编码序列如seq id no.1所示，所述ptrgstu40基因的cds编码序列如seq id no.2所示。
2.gsts相关蛋白在调控杨树抗盐胁迫中的应用，其特征在于，所述gsts相关蛋白为ptrgstu23蛋白或ptrgstu40蛋白；所述ptrgstu23蛋白的氨基酸序列如seq id no.3所示，所述ptrgstu40蛋白的氨基酸序列如seq id no.4所示。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，在盐胁迫条件下，通过过量表达ptrgstu23基因和ptrgstu40基因提高杨树对盐胁迫的抗性。
4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述ptrgstu23基因或ptrgstu40基因在盐胁迫条件下，能降低过氧化氢、超氧阴离子和mda含量。
5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述ptrgstu23基因或ptrgstu40基因在盐胁迫条件下，能提高抗氧化酶的活性。
6.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述ptrgstu23基因或ptrgst...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏新莉，牛梦雪，封丛华，张涵，尹伟伦，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：
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