[发明专利]紫花苜蓿抗旱相关基因及其编码的蛋白和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种紫花苜蓿抗旱相关基因，还涉及由该基因编码的蛋白，以及含有所述紫花苜蓿抗旱相关基因的表达载体和细胞，同时还涉及一种培育抗旱紫花苜蓿的方法，以及紫花苜蓿抗旱相关基因及其编码的蛋白和含有该基因的表达载体及细胞在培育抗旱能力提高的植物中的应用。

背景技术

紫花苜蓿是我国乃至世界上最重要的豆科牧草，被誉为“牧草之王”。紫花苜蓿在中国西北地区种植较多，而西北地区干旱、少雨的气候特点，对作物的正常生长发育非常不利，严重制约了农牧业的发展。

因此，深入研究紫花苜蓿的抗旱性，对于克服该地区干旱、风蚀等自然条件对苜蓿栽培的制约，扩大其种植范围，提高生产力，具有举足轻重的意义。

在过去的几十年里对紫花苜蓿的抗旱性研究逐步从抗旱性的鉴定方面的研究转移到提高紫花苜蓿自身抗旱性的研究上来，尤其在近几年或是近十几年中的研究，紫花苜蓿的抗旱性育种以及品种改良方面的研究工作尤为突出。

目前最为有效的和常用的方法还是传统的轮回选择法，即通过在原始群体中选株产生后代，对后代进行鉴定，再用优良的后代重组形成新的群体以提高群体的平均表现。然后可以利用系谱法对新的群体选择自交系。

随着分子生物学的发展，生物技术在育种中得到了广泛地应用。但与其他作物(如玉米、高粱等)中的研究相比，在紫花苜蓿抗旱育种中的研究还相对较少。因此，紫花苜蓿抗旱相关的分子生物学机制还有待于进一步的研究。

发明内容

本发明基于对紫花苜蓿抗旱相关的分子生物学机制的研究，一方面提供了紫花苜蓿抗旱相关基因及该基因编码的蛋白，另一方面还提供了含有所述紫花苜蓿抗旱相关基因的表达载体和细胞，以及培育抗旱紫花苜蓿的方法，还提供了它们的应用。

本发明提供了一种紫花苜蓿抗旱相关基因编码的蛋白，其中，该蛋白具有SEQ ID No：2所示的氨基酸序列，或者该蛋白具有将SEQ ID No：2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代、缺失或添加后仍具有抗旱活性的氨基酸序列。

本发明还提供了一种紫花苜蓿抗旱相关基因，其中，该基因具有SEQ IDNo：1所示的核苷酸序列，或者该基因具有编码SEQ ID No：2所示的氨基酸序列的核苷酸序列。

本发明还提供了一种表达载体，其中，该表达载体含有本发明提供的紫花苜蓿抗旱相关基因。

本发明还提供了一种转基因细胞，其中，该转基因细胞含有本发明提供的紫花苜蓿抗旱相关基因。

本发明还提供了一种培育抗旱紫花苜蓿的方法，其中，该方法包括将本发明提供的紫花苜蓿抗旱相关基因导入到紫花苜蓿细胞中，得到抗旱能力提高的紫花苜蓿细胞及转基因植株。

本发明还提供了本发明提供的紫花苜蓿抗旱相关基因、及其编码的蛋白、含有所述基因的表达载体、含有所述基因的转基因细胞在培育抗旱能力提高的植物中的应用。

本发明提供的紫花苜蓿抗旱相关基因(bZIP)在紫花苜蓿中被干旱逆境诱导表达，进而本发明的发明人通过转基因技术将紫花苜蓿抗旱相关基因(bZIP)导入到紫花苜蓿中，结果表明紫花苜蓿抗旱相关基因(bZIP)在紫花苜蓿中的表达可以显著增强紫花苜蓿的抗旱性能。本发明从紫花苜蓿中克隆的抗旱基因为主要农作物(特别是紫花苜蓿)的抗旱研究提供了基因资源，在基因工程改良植物的抗旱性能研究中将发挥重要作用。

附图说明

图1显示了bZIP基因(SEQ ID NO：1)的实时定量PCR的分析结果，结果显示bZIP基因的表达水平能够被干旱胁迫所诱导提高。

图2显示了实施例2中进行细胞定位所用的插入有bZIP基因的pCAMBIA1302载体的结构。

图3为将不含有目的bZIP基因的空表达载体转入到洋葱表皮细胞中，观察到的亚细胞定位图。

图4为将含有ZIP基因(SEQ ID NO：1)的表达载体转入到洋葱表皮细胞中，观察到的亚细胞定位图。

图5显示了实施例3中对紫花苜蓿植株进行农杆菌介导的bZIP基因转化所用的插入有bZIP基因的pCAMBIA1302载体的结构。

具体实施方式

本发明提供了一种由紫花苜蓿抗旱相关基因编码的蛋白，其中，该蛋白具有SEQ ID No：2所示的氨基酸序列，或者该蛋白具有将SEQ ID No：2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代、缺失或添加后仍具有抗旱活性的氨基酸序列。优选情况下，该蛋白具有SEQ ID No：2所示的氨基酸序列。