[发明专利]一种培育籽粒中铁含量提高的转基因小麦的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种培育籽粒中铁含量提高的转基因小麦的方法。

背景技术

铁是人体许多正常生理过程中不可缺少的重要元素。人类铁营养的缺乏已成为当今世界最为严重的营养缺乏之一。根据2004年联合国系统营养问题常设委员会提供的一份报告显示，1/2以上的世界人口受到微量营养素不良的影响(WHO，1992)。据估计，全世界有20亿人患有缺铁症，其中以妇女和儿童居多(龙新宪，1998)。我国政府也非常关注弱势群体的矿物质缺乏问题。

成年人体内含有约3～5g的铁，是人体内含量最高的微量元素。其中70％的铁存在于血红蛋白和肌红蛋白内，肝、肾、骨髓中含有25％以铁蛋白形式存在的铁，小部分铁是氧化酶的辅助因子(王婕，2005)。血红蛋白中的铁是体内氧的输送者，它将肺部吸收的氧输送到各个组织，供细胞氧化，同时将细胞氧化产生的二氧化碳输送到肺部呼出去。铁还是细胞色素酶和其他几种辅酶的主要成分。每天约有30mg的铁在组织中转变成血清铁进人骨髓，用于造血，形成组织铁、血清铁与骨髓铁之间良好的循环输送途径，保持着动态平衡(郑华，2009)。

缺铁对人体的影响很大，当机体严重缺铁时就会逐渐演变成缺铁性贫血，肌肉细胞利用氧产生能量的功能降低，减少了热能的来源。轻度缺铁时会影响人体器官，表现在神经系统方面可能会使儿童智力低下和引起行为方面的异常。表现在免疫功能方面是缺铁的儿童免疫功能很差，容易患多种疾病，如威尔逊氏病、帕金森病等都与铁营养缺乏有关。另外儿童缺铁时消化吸收功能也会受到损害，食欲差、容易腹泻，体格发育也就很差。并且肌肉运动功能也是比较差的。严重缺铁的人除了上述症状时还会发生贫血，出现一系列如呼吸困难、心速增快、睡眠不好等贫血方面的症状(衡德芳，2001)。由此，可见缺铁是对人体健康危害很大的疾病。

据估计，在发展中国家，有50％的孕妇和40％的非孕期妇女患有缺铁性贫血。有研究表明孕妇不同孕期、不同程度的铁缺乏对新生儿脐血铁水平有影响，孕妇轻度铁缺乏会影响新生儿铁贮备，孕妇缺铁越早对新生儿铁贮备的影响越大。而且缺铁性贫血母亲分娩的新生儿的铁含量明显低于正常母亲分娩的新生儿的铁含量，缺铁性贫血新生儿的概率也明显高于正常母亲分娩缺铁性贫血新生儿的概率(江悦华，2005)。

铁主要存在于动物性食物中，在植物性食物中含量低，而且植物性食物的铁一般吸收率很低，多在10％以下，如大米为1％，玉米和黑豆为3％，莴苣为4％，小麦为5％。主要原因在于植物性食物存在较多的铁吸收的抑制因素，如植酸盐、草酸盐、碳酸盐与铁形成不溶性铁盐，而铁吸收的促进因素，如蛋白质、促进铁吸收的氨基酸及维生素C在植物中含量较少。为了克服铁营养缺乏，可采取一系列的措施，如改善日常饮食结构，或者利用强化铁食物和补充铁剂。但是花费昂贵，而且需要年复一年的投资。这对于经济基础薄弱的发展中国家来说，是一大经济负担。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种培育铁含量提高的转基因植物的方法。

本发明所提供的培育铁含量提高的转基因植物的方法，包括如下步骤：向出发植物中导入大豆铁蛋白的编码基因，得到铁含量高于所述出发植物的目的转基因植物。

上述方法中，所述铁含量为籽粒中的铁含量。

上述任一所述方法中，所述出发植物为农作物。

上述任一所述方法中，所述农作物为小麦。

上述任一所述方法中，所述大豆铁蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO：1所示；和/或，所述大豆铁蛋白的编码基因的核苷酸序列如SEQ ID No：2所示。

上述任一所述方法中，所述编码基因是通过如下表达盒导入的。

上述任一所述方法中，所述表达盒由胚乳特异性启动子、大豆铁蛋白的编码基因和终止子组成。

其中，所述胚乳特异性启动子为小麦高分子量麦谷蛋白亚基基因的胚乳组织特异性表达启动子1Dx5。

其中，所述大豆铁蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO：1所示；和/或，所述大豆铁蛋白的编码基因的核苷酸序列如SEQ ID No：2所示；和/或，所述表达盒的核苷酸序列如SEQ ID NO：3所示。

所述向出发植物中导入大豆铁蛋白的编码基因的方法包括如下步骤：

1)将小麦幼胚接于幼胚诱导培养基中，培养3天；

2)将所述表达盒和作为抗性筛选标记的载体共同转入步骤1)得到的幼胚中；将转化后的幼胚在含Bialaphos的幼胚诱导培养基上进行筛选培养，得到抗性愈伤组织；

3)将所述抗性愈伤组织转移至分化培养基，进行分化培养，得到分化苗；

4)将分化苗移至生根壮苗培养基，进行生根培养。