[发明专利]一种提高植物基础抗逆的方法

说明书

本发明公开了一种提高植物抗逆性的方法。本发明将含有CSD1+CCS双基因的表达载体和CSD1+反义CCS双基因的表达载体转化植物，得到抗寒、抗盐和抗镉胁迫的植物。本发明通过在植物细胞中用载体引入CSD1+CCS双基因和CSD1+反义CCS双基因，来提高铜锌超氧化物歧化酶的活性从而提高植物的抗逆性，为培育高抗的植物提供了一条重要途径。

技术领域

本发明涉及生物工程领域中提高植物基础抗逆的一种方法。

背景技术

植物遭受到严重的环境胁迫时，会产生大量的ROS(活性氧)，当细胞利用活性氧的能力低于活性氧的生成量时，就会产生氧化胁迫。植物可以通过产生抗氧化剂来清除ROS。超氧化物歧化酶(SOD)是一种普遍存在的金属酶，能有效的清除ROS。目前发现的SOD有以下几种：Cu/ZnSOD、MnSOD、FeSOD以及NiSOD。其中Cu/ZnSOD(SOD1)是生物体中主要的超氧化物清除剂。CCS是一种铜伴侣蛋白，它能将铜输送到Cu/ZnSOD并催化其形成分子内二硫键，从而使Cu/ZnSOD成熟且具有活性。

Cu/ZnSOD是植物中线粒体、细胞核和细胞质主要的超氧化物清除剂，从原核生物到真核生物都有关于Cu/ZnSOD在氧化应激反应中的作用的研究，在植物中也发现了Cu/ZnSOD 在参与氧化应激反应中的积极作用。Chrystalla等人发现藜苜蓿在遭受到干旱胁迫和螨虫侵染时，Cu/ZnSOD的表达会增加以响应胁迫，参与抗逆反应；在微藻中发现了两种类型的 Cu/ZnSOD：没有信号肽的胞质Cu/ZnSOD和具有N-末端信号肽的叶绿体表达的Cu/ZnSOD，且Cu/ZnSOD在抗逆中具有重要的生理作用；在海洋甲藻中鉴定出了全长Cu/ZnSOD基因 (PmCu/ZnSOD)，当海洋甲藻中铜过量和ROS增加时，PmCu/ZnSOD转录物和SOD活性会显著增加，参与氧化应激，维持海洋甲藻正常生存；在探究盐生植物Cakile maritima受到机械伤害时的氧化应激反应时，也发现了当组织受到伤害时，会诱导Cu/ZnSOD高表达，参加植物的氧化应激调节；在探究银纳米粒子(AgNPs)对水稻的毒性影响时，发现在低浓度的 AgNPs中，Cu/ZnSOD表达无显著上调，但当AgNPs浓度的增加时，Cu/ZnSOD表达显著提高参与水稻的氧化应激；在储存甘薯根块时进行低温调节，发现低温处理后，甘薯根块中的 Cu/ZnSOD表达水平会升高以响应氧化应激；当大蒜受到高浓度砷胁迫时，也检测到了大蒜根中Cu/ZnSOD表达水平升高参与抗胁迫反应。

Cu/ZnSOD在参与植物抗逆过程中具有重要作用，因此有很多过量表达Cu/ZnSOD以增强植物的抗逆性研究。在甘薯中过量表达Cu/ZnSOD时，当使用100mM NaCl处理茎插条时，与野生型(WT)植物相比，转基因植物具有更强抗盐胁迫耐受性，且相比WT植物中生根延迟，所有转基因植物在盐胁迫下根生长也显著增强了，与非转基因植物相比，Cu/ZnSOD的过表达也能导致转基因植物在氧化应激、低温和二氧化硫暴露中抗逆性增强；Cu/ZnSOD在叶绿体中过表达，增强了烟草、马铃薯和拟南芥对甲基紫精(MV)胁迫的耐受能力；研究发现，将花生中的AhCu/ZnSOD转入烟草中后，增强了烟草的抗旱和抗盐能力。将EuCu/ZnSOD 转入巨尾桉中，巨尾桉组培苗可以耐受-13.5℃下5h的低温且没有明显冻害。

然而，在仅表达Cu/ZnSOD的植物研究中发现，虽然转基因植物在低温逆境中Cu/ZnSOD 表达量增加，但是其酶活性提高与表达量不成比例，在一定程度上影响了植物的抗逆能力。

发明内容

本发明的目的是提供提高植物基础抗逆的一种方法

本发明所提供的提高植物基础抗逆的一种方法，是将含有Cu/ZnSOD+CCS双基因的表达载体转化植物，得到抗逆性提高的植物；将含有Cu/ZnSOD+反义CCS双基因的表达载体转化植物，得到某些抗逆性提高的植物。

所述Cu/ZnSOD+CCS是具有序列表中序列1的多核苷酸序列，所述Cu/ZnSOD+反义CCS 基因是具有序列表中序列2的多核苷酸序列。