[发明专利]NsNHX1蛋白质及其相关生物材料在培育耐逆型杨树中的应用

说明书

本发明公开了NsNHX1蛋白质及其相关生物材料在培育耐逆型杨树中的应用。本发明以西伯利亚白刺Na⁺/H⁺逆向转运蛋白基因NsNHX1为研究对象，将其转入毛白杨84K，获得转NsNHX1毛白杨。选取其中N1、N2和N3三个转化子进行耐逆功能鉴定。以野生型毛白杨为对照，研究转NsNHX1毛白杨在逆境胁迫下的耐盐碱和抗氧化能力。结果发现在逆境胁迫处理条件下，转NsNHX1毛白杨的存活率、生物量、叶片叶绿素含量和含水量、株高以及抗氧化能力均显著高于野生型毛白杨。表明NsNHX1能显著提高转基因杨树的耐逆能力和抗氧化能力，NsNHX1作为耐盐基因可以被应用于培育耐逆性杨树品种。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及NsNHX1蛋白质及其相关生物材料在培育耐逆型杨树中的应用。

背景技术

植物根部是直接接触土壤中Na⁺的器官，因此根部的Na⁺外排和地上部分细胞对Na⁺的区隔化集中是决定植物耐盐性的重要机制。液泡膜上的Na⁺/H⁺逆向转运蛋白(NHX1)将细胞质中的Na⁺逆浓度梯度运输到液泡中区隔化；细胞质膜上的Na⁺/H⁺逆向转运蛋白(SOS1)能够将细胞质中的Na⁺逆向运送到细胞外的高Na⁺环境中。截止目前，所开发及应用的Na⁺/H⁺逆向转运蛋白基因，大多来自于拟南芥、番茄等甜土植物，而针对木本植物、特别是对盐生木本植物Na⁺/H⁺逆向转运蛋白基因的开发与研究较为匮乏。已有研究发现，盐芥ThSOS1的表达量约为拟南芥AtSOS1的8～10倍，而且在甜土植物水稻和盐生植物盐芥中发现了相似的SOS信号通路，表明高等植物可能共用一套耐盐调控机制。因此，开发利用盐生植物的Na⁺/H⁺逆向转运蛋白基因具有十分重要的意义。

白刺(Nirtaria L.)是蒺藜科(Zygophyllceae)白刺属的一种落叶小灌木，为盐生植物，主要分布在我国北部至西北部的内蒙古、宁夏、甘肃、青海和新疆等地，是干旱盐碱地带的建群种之一。白刺属植物的茎叶具有较厚的角质层、叶片被蜡质表皮毛、气孔内陷、栅栏组织和维管束发达、细胞内含物填充蜡质晶体，这些典型的旱生植物结构特征使其在抵御盐害中发挥作用。盐胁迫条件下较强的膜保护能力和膜修复能力，以及高效的胞内离子区隔化和渗透调节物质的积累能力赋予白刺属植物较强的耐盐性。内蒙古地区主要有四个种，即西伯利亚白刺(N.sibilica Pall)、唐古特白刺(N.tangutorum Bobr)、泡泡刺(N.sphaerocarpa Maxim)和齿叶白刺(N.roborowskii Kom)，其中西伯利亚白刺表现出更强的耐盐能力。西伯利亚白刺具有极其重要的生态价值，由于其在自然生境中受到盐、碱、旱的三重胁迫，导致其具有较强的耐盐碱和耐干旱能力，蕴含着丰富的抗逆基因资源。因此，研究其耐盐机理，鉴定耐盐相关基因并应用于牧草、农林作物的耐盐性遗传改良，具有十分重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何调控植物耐逆性。

为了解决上述技术问题，本发明首先提供了NsNHX1蛋白质的新用途。

本发明提供了NsNHX1蛋白质在如下1)-10)中任一种中的应用：

1)调控植物耐逆性；

2)调控植物生长发育；

3)调控植物生物量；

4)调控植物株高；

5)调控植物叶绿素含量；

6)调控植物含水量；

7)调控植物抗氧化能力；