【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及植物基因工程，尤其涉及ghpip；7a蛋白及其编码基因在提高植物耐涝性中的应用。
技术介绍
1、棉花(gossypium hirsutum l.)源自于亚热带地区，是棉属(gossypium)种籽为纤维的植物。棉花广泛种植在世界多个国家，是必不可少的重要农作物之一，不仅可以作为天然的纺织纤维作物和种子油料作物，也可以棉花为化工原料，此外，棉花还在食品、饲料和医药等领域具有广泛的应用。
2、近年来，棉花生产取得了快速发展，但进一步提高单产己出现瓶颈，其中一个重要限制因素就是近些年频繁发生的自然灾害(非生物逆境胁迫)。其中，涝害是仅次于干旱、盐碱和极端温度影响棉花生长发育的主要非生物胁迫因子之一。涝害产生的实质是土壤含氧不足，水淹胁迫条件下，植物根系的代谢作用和根际微生物的活动使根际氧气含量迅速减少，从而使植物根系组织内呈现低氧或者缺氧状态，对植物的生长和发育造成危害。部分棉花生产区因地理位置的因素，常年降雨多于其它地域，每年的梅雨季可长达一个月左右，夏季有频繁的强降雨，持续雨天和强降雨而形成的大量积水都对该地区造成严重的涝渍灾害，对棉花生产形成严重威胁。同时，目前全球气候变化导致极端气候频发，洪涝灾害发生频率和严重程度剧增，给棉花生产带来巨大的经济损失，对此棉花产业造成了严重的制约。应对棉花水涝灾害，除了进一步加大水利工程建设外，培育耐涝品种具有重要的现实意义。
3、在植物水淹胁迫中，水饱和会导致土壤中的植物根系缺氧，根系的水分输送受到抑制，根系导水率显著降低。同时，在水分退去后不久，根系依然
技术实现思路
1、本专利技术提供ghpip；7a蛋白及其编码基因在提高植物耐涝性中的应用。
2、本专利技术通过转录组学研究发现，水淹胁迫显著影响棉花耐涝材料中棉9001和敏感材料中4847的pip基因的表达；通过差异基因分析发现，水淹胁迫显著提高水孔蛋白ghpip；7a的表达，并且耐涝材料中该基因的表达显著高于敏感材料。进一步采用农杆菌介导的方法成功将棉花的ghpip；7a基因导入棉花基因组中，并且该基因在后代中得到稳定遗传表达，获得t3代过表达ghpip；7a基因纯合株系。对过表达ghpip；7a基因纯合株系进行水淹胁迫处理，结果显示，过表达ghpip；7a株系显著提高了水淹胁迫下不同部位组织中的含水量，降低了叶片的萎蔫状况，提高了转基因棉花的耐涝性。
3、具体地，本专利技术提供以下技术方案：
4、第一方面，本专利技术提供ghpip；7a蛋白、其编码基因或含有所述编码基因的生物材料在提高植物耐涝性中的应用。
5、第二方面，本专利技术提供ghpip；7a蛋白、其编码基因或含有所述编码基因的生物材料在提高植物在水淹胁迫条件下的生长和/或存活能力中的应用。
6、第三方面，本专利技术提供ghpip；7a蛋白、其编码基因或含有所述编码基因的生物材料在缓解植物在水淹胁迫条件下的叶片萎蔫、死亡和/或脱落，或者提高植物在水淹胁迫条件下的组织含水量和/或根系活力中的应用。
7、其中，所述组织包括根、茎、叶。
8、第四方面，本专利技术提供ghpip；7a蛋白、其编码基因或含有所述编码基因的生物材料在植物耐涝性遗传育种中的应用。
9、第五方面，本专利技术提供ghpip；7a蛋白、其编码基因或含有所述编码基因的生物材料在制备耐涝转基因植物中的应用。
10、以上所述的应用包括：提高所述植物中ghpip；7a蛋白的表达量和/或活性。
11、本专利技术中，通过提高植物中ghpip；7a蛋白的表达量和/或活性，提高植物耐涝性，提高植物在水淹胁迫条件下的生长和/或存活能力，或者，缓解植物在水淹胁迫条件下的叶片萎蔫、死亡和/或脱落。
12、本专利技术中，提高植物中ghpip；7a蛋白的表达量和/或活性可通过以下任意一种或多种方式实现：
13、(1)增加植物中ghpip；7a蛋白的编码基因的拷贝数；
14、(2)将植物基因组上ghpip；7a蛋白的编码基因的转录和/或翻译调控元件替换为活性更强的元件；
15、(3)对植物中的ghpip；7a蛋白进行一个或多个氨基酸的替换、插入或缺失；
16、(4)对植物中的ghpip；7a蛋白的编码基因进行一个或多个核苷酸的替换、插入或缺失。
17、在本专利技术的一些具体实施方式中，通过增加植物中ghpip；7a蛋白的编码基因的拷贝数提高植物中ghpip；7a蛋白的表达量。增加拷贝数可通过导入携带ghpip；7a蛋白的编码基因的表达质粒或在基因组上插入一个或多个拷贝的ghpip；7a蛋白的编码基因。
18、在本专利技术的一些具体实施方式中，提高所述植物中ghpip；7a蛋白的表达量和/或活性可通过转基因技术实现，包括利用农杆菌介导、ti质粒、植物病毒载体、直接dna转化、显微注射、基因枪或电击等方法将包含所述ghpip；7a蛋白的编码基因的重组载体导入植物，获得转基因植物株系。
19、本专利技术中，所述ghpip；7a蛋白的氨基酸序列为以下(1)-(3)中的任意一种：
20、(1)如seq id no.1所示的氨基酸序列；
21、(2)如seq id no.1所示的氨基酸序列经一个或多个氨基酸的替换、插入或缺失得到的具有相同功能蛋白的氨基酸序列；
22、(3)与如seq id no.1所示的氨基酸序列具有至少80％的同源性的氨基酸序列。
23、优选地，上述(3)中所述同源性为至少90％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、至少99％、至少99.5％或至少99.9％。
24、在本专利技术的一些具体实施方式中，所述ghpip；7a蛋白的氨基酸序列如seq idno.1所示。
25、基于上述提供的ghpip；7a蛋白的氨基酸序列，本领域技术人员可以获得其编码基因序列，基于密码子的简并性，编码具有上述氨基酸序列的ghpip；7a蛋白的基因序列并不唯一，所有能够编码上述氨基酸序列的基因均在本专利技术的保护范围内。
26、本专利技术中，所述生物材料为选自重组dna、表达盒、载体、宿主细胞、植物组织、植物中的任意一种或多种。
27、本专利技术中，所述植物为单子叶植物或双子叶植物。优选为棉属植物，更优选为棉花。
28、第六方面，本专利技术提供一种提高植物耐涝性的方法，所述方法包括：提高所述植物中ghpip；7a蛋白的表达量和/或活性。
29、上述方法中，提高植物中ghpip本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.GhPIP；7a蛋白、其编码基因或含有所述编码基因的生物材料在提高植物耐涝性中的应用。
2.GhPIP；7a蛋白、其编码基因或含有所述编码基因的生物材料在提高植物在水淹胁迫条件下的生长和/或存活能力中的应用。
3.GhPIP；7a蛋白、其编码基因或含有所述编码基因的生物材料在缓解植物在水淹胁迫条件下的叶片萎蔫、死亡和/或脱落，或者提高植物在水淹胁迫条件下的组织含水量和/或根系活力中的应用。
4.GhPIP；7a蛋白、其编码基因或含有所述编码基因的生物材料在植物耐涝性遗传育种中的应用。
5.GhPIP；7a蛋白、其编码基因或含有所述编码基因的生物材料在制备耐涝转基因植物中的应用。
6.根据权利要求1～5任一项所述的应用，其特征在于，所述应用包括：提高所述植物中GhPIP；7a蛋白的表达量和/或活性。
7.根据权利要求1～5任一项所述的应用，其特征在于，所述GhPIP；7a蛋白的氨基酸序列为以下(1)-(3)中的任意一种：
8.根据权利要求1～5任一项所述的应用，其特征在于，所述生物材料为选自重组
9.根据权利要求1～5任一项所述的应用，其特征在于，所述植物为棉花。
10.一种提高植物耐涝性的方法，其特征在于，所述方法包括：提高所述植物中GhPIP；7a蛋白的表达量和/或活性；
...【技术特征摘要】
1.ghpip；7a蛋白、其编码基因或含有所述编码基因的生物材料在提高植物耐涝性中的应用。
2.ghpip；7a蛋白、其编码基因或含有所述编码基因的生物材料在提高植物在水淹胁迫条件下的生长和/或存活能力中的应用。
3.ghpip；7a蛋白、其编码基因或含有所述编码基因的生物材料在缓解植物在水淹胁迫条件下的叶片萎蔫、死亡和/或脱落，或者提高植物在水淹胁迫条件下的组织含水量和/或根系活力中的应用。
4.ghpip；7a蛋白、其编码基因或含有所述编码基因的生物材料在植物耐涝性遗传育种中的应用。
5.ghpip；7a蛋白、其编码基因或含有所述编码基因的生物材料在制备耐涝转基因植物中的应用...
【专利技术属性】
技术研发人员：王宁，严根土，张逸彬，石建斌，许庆华，
申请(专利权)人：中国农业科学院棉花研究所，
类型：发明
国别省市：
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