[发明专利]一种培育根系发育增强的转基因植物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，特别涉及一种培育根系发育增强的转基因植物的方法。

背景技术

旱稻是水稻的一个变种，由水生变为旱生。在旱作土，特别是碱性的旱作土，铁、锌等微量元素的有效性非常低，成为影响旱稻等作物生长发育及产量的限制因素。根系是植物从土壤中吸收养分和水分的器官，培育发达的根系植物，有利于从土壤中获取养分和水分，从而促进植物的生长发育和产量形成。

发明内容

本发明的目的在于提供一种培育转基因植物的方法。

本发明提供的培育转基因植物的方法，是将如下a)或b)蛋白的编码基因导入目的植物中，得到与所述目的植物相比，根系发育增强的转基因植物：

a)序列表中序列3所示蛋白；

b)将序列表中序列3的氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物根系发育相关的由a)衍生的蛋白质。

进一步，上述序列表中序列3所示蛋白的编码基因是序列表中序列1所示的基因。

进一步，上述序列表中序列1所示基因可以通过重组表达载体导入目的植物中的；

上述重组表达载体是将序列表中序列2所示的启动子以及序列表中序列1所示的基因分别插入载体pCAMBIA1381的BamH I、Pst I酶切位点间和Nco I、Spe I酶切位点间构成的重组表达载体。

上述根系发育增强具体是侧根数变多和/或一级侧根长度变长。

上述目的植物为双子叶植物或单子叶植物。

上述目的植物为旱稻，优选为旱稻297。

实验证明：水培条件下，无论是在发芽5天还是发芽7天，转基因阳性株系种子根上的一级侧根及侧根原基数目都显著多于野生型旱稻297(图6)；低铁条件下转基因阳性株系根长及根的数量都多于野生型(图7)。砂培条件下，转基因株系植株冠根上的侧根比野生型有更加密集的分布(如图9)。土壤栽培条件下，转基因株系显现出发达的侧根生长现象(图10)。因此，采用本发明提供的方法后，得到的转基因植物与所述目的植物相比，根系发育明显增强。

附图说明

图1为重组载体的获得，重组载体的构建是以pCAMBIA系列载体pCAMBIA1381作为转化载体的骨架，以潮霉素作为筛选标记，以旱稻受低铁诱导基因OsIRT1(Ishimaruet al.，2006)的启动子来启动目标基因LeFER转录。

图2为农杆菌转化再生旱稻植株的Southern验证，上图为BamH I酶切图谱，下图为Pst I酶切图谱，数字表示不同再生植株编号，-表示阴性对照，即为野生型旱稻297，+表示阳性对照，即为转化所用的质粒载体(没有经过酶切)。

图3为转基因阳性株系与野生型旱稻297在低铁浓度(1μM)培养条件下处理两周后根部的Northern杂交分析。第一泳道为野生型旱稻297，其余五道分别为五个不同的转基因阳性株系。

图4为转基因阳性株系与野生型旱稻297在低铁浓度(1μM)培养条件下处理两周后根部组织的Western验证，第一泳道为野生型旱稻297，其余四道分别为四个不同的转基因阳性株系。

图5为转基因株系与野生型发芽一周后种子根上一级侧根及侧根原基观察，(a)为整个种子根的全长，(b)为距根尖4.1-根基部的位置，(c)为距根尖2.1-4厘米的部位，(d)为距根尖0-2厘米的部位，bar＝2mm。

图6为转基因株系与野生型旱稻发芽早期种子根上侧根发育情况：(a)为选取发芽5天及7天两个时间点统计的种子根上一级侧根及侧根原基数目；(b)为选取发芽7天的不同转基因株系与野生型旱稻297种子根上的不同部位分段统计一级侧根及侧根原基数目。

图7转基因株系苗期低铁水培表型，(a)为正常水培与低铁水培四周后地上部表型；(b)为处理四周后叶色比较；(c)为处理四周后地下部表型。

图8野生型与转基因株系低铁水培一个月内的各种生理指标测量，(a)为每隔两周进行一次株高的测量；(b)为每隔一周进行一次相对叶绿素含量的测量；(c)和(d)为植株在低铁处理第四周时进行的叶片元素含量的测定。

图9低铁浇灌一个月石英砂培根系观察，其中HD297-1、HD297-2是野生型旱稻297的两个植株。Line87-1、Line87-2是转基因株系Line87的两个植株。

图10根系土壤栽培套管试验：(a)为全植株及地上、地下部整体观察；(b)为野生型和一个转基因株系植株完整根系观察；(c)为野生型和一个转基因株系单株平均根部干重的比较。