[发明专利]一种大豆GmHKT蛋白及其编码基因与应用

说明书

技术领域

本发明涉及与耐盐性密切相关的HKT蛋白及其编码基因与应用，属于植物基因工程领域。特别涉及来源于大豆的与耐盐性相关的HKT蛋白GmHKT2及其编码基因与其在培育耐盐植物种质中的应用。 

背景技术

由于当前土壤的过度使用，造成土壤有效成分不断减少、盐渍化程度严重。随着干旱与半干旱气候的变化，土壤盐渍化与次生盐渍化现象越来越严重，导致包括大豆在内的多种重要农作物的减产与品质下降。大豆[Glycine max(L.)merr]作为重要经济作物，在栽培过程中受到土壤盐渍化和次生盐渍化的制约。因此，运用分子生物学技术研究大豆离子调控等耐盐基因及其作用机理，将为培育耐盐大豆新种质提供扎实的基础。 

盐渍化土壤抑制大豆生长的关键因素是盐胁迫导致K⁺吸收的匮乏和过量Na⁺的离子特异性损害。因此，克隆与大豆K⁺吸收、Na⁺外排有关的基因，明确这类基因的分子作用机理，将有助于利用基因工程技术提高大豆的耐盐性。植物根部细胞与环境之间的物质交换通过位于细胞质膜上的转运系统进行，转运系统主要包括各类离子泵、共转运体及离子通道，由于共转运体可以在极端逆境条件下维持植物对关键营养物质的吸收和转运，从而决定着处于逆境中的植物细胞的许多关键功能，高亲和性钾转运蛋白(High affinity K⁺transporter，HKT)便是一种重要的由载体蛋白组成的高亲和转运系统。因此，发掘大豆GmHKT新基因并研究其功能在理论和实践上都具有重要的科学意义。 

发明内容

技术问题 

本发明的一个目的是提供一种新型大豆GmHKT蛋白及其编码基因与应用。 

技术方案 

本发明所提供的大豆GmHKT蛋白，名称为GmHKT2,来源于大豆属大豆[Glycine max(L.)]，是具有序列表中的SEQ ID №：2所述氨基酸残基序列的蛋白质。 

上述大豆GmHKT蛋白的编码基因(GmHKT2)也属于本发明的保护范围。 

上述大豆GmHKT蛋白GmHKT2的cDNA基因，可具有下述核苷酸序列之一： 

1)序列表中SEQ ID №：1的DNA序列； 

2)编码序列表中SEQ ID №：2蛋白质序列的多核苷酸； 

其中，序列表中的SEQ ID №：1由1440个脱氧核苷酸组成，本序列为GmHKT2基因的读码框，编码具有序列表中SEQ ID №：2的氨基酸残基序列的蛋白质。 

含有本发明基因的表达载体和宿主菌均属于本发明的保护范围。 

扩增GmHKT2一片段的引物对也在本发明的保护范围之内。 

利用植物表达载体，将本发明的GmHKT2的编码基因导入植物细胞，可获得对高盐胁迫耐受力增强的转基因植株。 

使用GmHKT2构建植物表达载体时，在其转录起始核苷酸前可加上任何一种增强型启动子或诱导型启动子。为了便于对转基因植物进行鉴定及筛选，可对所用植物表达载体进行加工，如加入可在植物中表达的选择性标记基因(GUS基因、GFP基因等)或抗生素标记物(抗除草剂标记物、潮霉素标记物、卡那霉素标记物等)。 

携带有本发明GmHKT2的植物表达载体可通过使用Ti质粒、Ri质粒、植物病毒载体、农杆菌介导等常规生物学方法转化植物组织，并将转化的植物组织培育成植株。被转化的植物宿主既可以是水稻、小麦、玉米等单子叶植物，也可以是绿豆、番茄、花生、杨树、草坪草、苜宿等双子叶植物。 

有益效果 

GmHKT2的表达受高浓度NaCl的诱导，在150mM NaCl的胁迫下，GmHKT2在大豆的根中受到强烈诱导并高效表达，在茎中的表达量呈现先上升后下降的变化趋势，而在叶中的相对表达量较低。导入过量表达GmHKT2的烟草与未转基因烟草相比，其在盐胁迫下的耐受能力明显得到增强，说明GmHKT2基因与植物的耐盐性密切相关。盐胁迫下，转基因植株与非转基因对照相比，发现转基因植株的根部积累较多钾离子和较少钠离子，进而导致转基因植株的根部具有较低的Na⁺/K⁺比，而较低的Na⁺/K⁺比是植物在盐胁迫下实现高耐盐性的关键所在。 

本发明的GmHKT2对培育耐盐植物新种质特别是耐盐大豆新种质具有重要意义。 

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。 

附图说明

图1为GmHKT2在150mM NaCl胁迫下的表达特性图