[发明专利]大豆低硫胁迫特异响应基因、检测引物及其在大豆低硫养分胁迫诊断中的应用

说明书

本发明公开了大豆低硫胁迫特异响应基因、检测引物及其在大豆低硫养分胁迫诊断中的应用。所述基因包括GmSHM1、GmSHM2、GmAPR1、GmAPR2、GmAPR3、GmSSM1、GmSDI2一个或多个，其序列依次如SEQ ID NO:1～7所示或SEQ ID NO:8～14所示。所述基因可对低硫胁迫作出快速响应，2小时就被诱导。和对照养分相比，无论是短期(2小时)还是长期(10天)低硫胁迫均诱导这7个基因在大豆根叶表达，可以作为诊断大豆是否遭受低硫胁迫的分子标记。利用所述分子标记可对大豆是否处于低硫的土壤环境进行早期诊断，从而指导农业生产施硫肥，为精准农业施肥打下基础。

技术领域

本发明涉及植物营养分子标记技术领域，更具体地，涉及大豆低硫胁迫特异响应基因GmSHM1、GmSHM2、GmAPR1、GmAPR2、GmAPR3、GmSSM1、GmSDI2、检测引物及其在大豆低硫养分胁迫诊断中的应用。

背景技术

陆生植物，与动物的最大区别在于不能随着环境的改变而移动，因而植物对于瞬息万变的外界环境的适应有为重要。植物所需营养元素对植物的生长发育尤为重要，倘若某种营养元素缺乏或过多都会造成植物的不正常生长发育，从而影响植物的繁殖。

同时，植物为例适应各种逆境胁迫，要利用各种体内响应机制来适应环境的变化。大豆(Glycine max)是世界上重要的粮油作物，在土壤缺硫的条件下，大豆的植株矮小，新叶黄化，主根也比正常更短，侧根更长多，从而增加侧根总面积以增加吸收土壤中无机硫的能力。

作为豆科作物，大豆能与根瘤菌共生形成根瘤，固定空气中氮气，为植物提供氮源，改善土壤质量。大豆生长发育与固氮过程均与硫营养有密切关系。但如何准确诊断大豆是否处于低硫营养环境还存在一定的技术难度。相对来说，通过灵敏的定量PCR技术检测大豆低硫胁迫响应的基因表达水平，可以准确的诊断大豆是否遭受低硫胁迫。

目前仅有少数大豆低硫胁迫响应的基因，例如研究表明，GmSULTR1；2b受低硫胁迫诱导，特别是在根；过表达的硫酸盐转运蛋白GmSULTR1；2b不仅可以在硫充足的条件下提高植物产量，还可以在硫缺乏的条件下减少植物生产损失，与此同时提高植物对硫缺乏胁迫的耐受性(Ding Y,Zhou X,Zuo L,Wang H,Yu D.Identification and functionalcharacterization of the sulfate transporter gene GmSULTR1；2b in soybean.BMCGenomics.2016May 20；17:373.doi:10.1186/s12864-016-2705-3.PMID:27206527；PMCID:PMC4874011.)。对大豆ATPS进行克隆和特性分析，发现一个开放的阅读框，编码一个分子量为52KD的蛋白，该基因受低硫胁迫和冷害诱导。研究表明提高大豆种子发育过程中这一关键ATPS酶的表达水平，可以提高硫的利用率(Phartiyal P,Kim WS,Cahoon RE,Jez JM,Krishnan HB.Soybean ATP sulfurylase,a homodimeric enzyme involved in sulfurassimilation,is abundantly expressed in roots and induced by coldtreatment.Arch Biochem Biophys.2006Jun 1；450(1):20-9.)。因此，迫切需要提供更多大豆低硫胁迫特异响应基因为大豆低硫养分胁迫分子诊断提供更多选择。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述缺陷和不足，提供大豆低硫胁迫特异响应基因。

本发明的第二个目的在于提供大豆低硫胁迫特异响应基因的应用。

本发明的第三个目的在于提供用于大豆低硫胁迫特异响应基因表达量的检测引物。

本发明的第四个目的在于提供所述检测引物的应用。