[发明专利]大豆阳离子排出蛋白GmCDF1编码基因的应用

说明书

本发明公开了大豆阳离子排出蛋白GmCDF1编码基因的应用。SEQ ID NO.1所示大豆阳离子排出蛋白GmCDF1的编码基因在基因工程改造大豆耐盐性中的应用。抑制该基因的表达，能够显著提高大豆的耐盐性。过表达该基因，能够减弱大豆的耐盐性。本发明所述的大豆阳离子排出蛋白GmCDF1可通过基因工程转化到大豆毛状根中，并最终负调控大豆的耐盐性。

技术领域

本发明涉及大豆阳离子排出蛋白GmCDF1编码基因的应用，属于基因工程领域。

背景技术

大豆富含丰富的蛋白和油分，其中蛋白质含量40％左右，油分含量21％左右，是世界上种植面积最广的油料作物，在2013年，大豆产量占世界植物油种子产量的56％。大豆在满足人类饮食、动物饲料和生物油的需求中起着重要的作用，同时它作为工业产品的原料也被广泛利用，因此全球对大豆的需求量与日俱增。但是，盐害会严重抑制大豆产量和降低品质。据统计，全球近1/3的土地受到盐渍化的影响，在中国，土地盐渍化问题也不容乐观，有7％左右耕地盐渍化严重。虽然大豆是一种中度耐盐作物，一般来说，盐害会抑制大豆种子的萌发和营养生长，阻碍大豆根瘤的形成，在盐度值超过5dS/m时，大豆的产量就会明显降低。培育大豆耐盐品种则成为应对盐害有效的策略之一。

GmCDF1是一种大豆阳离子排出蛋白，其所属CDF家族在拟南芥和水稻等模式作物中，是一种Zn²⁺、Mn²⁺等重金属耐受性蛋白。其中AtMTP1在拟南芥中的功能是参与Zn²⁺的转运，过表达AtMTP1则会提高拟南芥Zn²⁺胁迫耐受性。在水稻中OsMTP8.1和OsMTP11参与Mn²⁺转运过程，并在过表达二者后，水稻对Mn²⁺胁迫耐受性显著提高。而在大豆中则没有其功能的报道，我们利用分子手段，分别构建了过表达载体和RNA干扰载体，转化大豆毛状根后发现GmCDF1会负调控大豆耐盐性。这一基因功能的发现不仅揭示了大豆耐盐机制的新途径，同时可以加快大豆耐盐品种育种进程。

发明内容

本发明的目的在于公开大豆阳离子排出蛋白GmCDF1的抗逆性基因工程应用，该基因可作为目的基因导入大豆毛状根中，GmCDF1通过调节Na⁺和K⁺之间的稳态负调控大豆的耐盐性，于此同时GmCDF1会影响大豆GmSOS1和GmNHX1表达，且在基因表达水平上存在负相关关系。

本发明的目的可通过以下技术方案实现：

SEQ ID NO.1所示大豆阳离子排出蛋白GmCDF1的编码基因在基因工程改造大豆耐盐性中的应用。

抑制该基因的表达，能够显著提高大豆的耐盐性。过表达该基因，能够减弱大豆的耐盐性。

有益效果

GmCDF1是一种大豆阳离子排出蛋白，CDF家族在拟南芥和水稻等模式作物中，可以提高Zn²⁺、Mn²⁺等重金属耐受性蛋白，而在大豆中，我们则发现GmCDF1与大豆耐盐性负相关。GmCDF1受盐胁迫诱导表达，且在盐敏感材料和耐盐材料中的表达量不尽相同。同时通过表达该基因和RNA干扰该基因表达发现GmCDF1通过调节Na⁺和K⁺之间的稳态负调控大豆的耐盐性，与此同时GmCDF1会影响大豆GmSOS1和GmNHX1表达，且存在负相关关系。可见，GmCDF1可以作为调节大豆耐盐性的靶点，用于大豆的耐盐性改造。

附图说明

图1.PCR克隆GmCDF1后琼脂糖凝胶电泳图。Marker：DL5000