[发明专利]棉花蔗糖转运蛋白基因GhSUT6在提高植物耐盐性中的应用

说明书

本发明提供了棉花蔗糖转运蛋白基因GhSUT6在提高植物耐盐性中的应用，涉及植物分子生物学技术领域。本发明实验研究发现，当处于盐胁迫下时，蔗糖转运蛋白基因GhSUT6被激活表达。此外，本发明通过酵母功能互补实验表明GhSUT6能够转运蔗糖，对其功能进一步研究发现，过表达GhSUT6拟南芥的耐盐性增强并且过表达GhSUT6的拟南芥可促进蔗糖的吸收，增加蔗糖的积累，对NaCl胁迫的耐受性更强，提高了植株的耐盐性。本发明为调控目的植物应答盐胁迫的能力提供了一种新的途径，为培育高耐盐性能的植物品种提供了一种新方法。

技术领域

本发明涉及植物分子生物学技术领域，尤其是涉及一种棉花蔗糖转运蛋白基因GhSUT6在提高植物耐盐性中的应用。

背景技术

棉花是纺织行业主要的原料作物，对世界的生产和生活具有重要的社会意义。棉花也是盐渍化地种植的先锋作物，一些不适合粮食作物生长的盐渍化土地中可以广泛地种植棉花，所以棉花在农业生产中具有较大的发展前景(喻树迅，2013)。但是，棉花属于中等耐盐作物，当土壤中的盐含量过高时，幼苗生长发育就会受到一定限制，从而影响棉纤维的产量和品质(Ma W等，2020；Feng J等，2021)。

植物蔗糖转运蛋白基因能够参与调控植物体的糖代谢过程，影响植株的生长发育。蔗糖含量的变化能够改变细胞的渗透势，影响植物体对非生物胁迫的刺激，包括高盐、干旱、低温、高温等(Sami F等，2016)。蔗糖转运蛋白基因能够响应非生物胁迫刺激，特别是能够响应盐胁迫刺激，增加植物细胞中蔗糖的积累。蔗糖类物质极性电荷少，溶解度高，分子表面的水化层较厚，因此不仅可以维持细胞的膨压，而且还能稳定细胞质中酶分子的活性结构，保护其不受盐离子的伤害，增强植株对盐胁迫的耐受性(杨晓慧等，2006)。盐胁迫能够促进植物细胞中糖类等生物大分子的积累(Zou H等，2020)，这些生物大分子作为渗透剂，通过降低细胞的渗透势和水势，可以防止细胞失水，从而增强植物对盐胁迫的抗性(Zhao C等，2020)。耐盐植物主要从调节渗透平衡、维持离子稳态、清除ROS积累以及调控营养物质的吸收来抵御盐胁迫伤害(Liu C等，2022)。

近年来的研究显示，植物细胞中蔗糖的积累能够通过降低细胞渗透势，减少细胞水分的外流，增强植物的耐盐性。植物体中蔗糖的积累主要通过蔗糖转运蛋白进行运输，植物体蔗糖转运蛋白能够参与调控植物的盐胁迫反应。目前，蔗糖转运蛋白(SUT)在拟南芥(Jia W等，2015)、甘薯(Wang D等，2020)、马铃薯(Chincinska I A等，2008)、苹果(Ma Q等，2019)等许多物种中的研究表明蔗糖转运蛋白能够增强植物体对盐胁迫的耐受性，但是在棉花中的研究还不是很清楚。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供棉花蔗糖转运蛋白基因GhSUT6在提高植物耐盐性中的应用，为调控目的植物应答盐胁迫的能力提供了一种新的途径。

本发明提供的技术方案如下：

在一个方面，本发明提供了棉花蔗糖转运蛋白基因GhSUT6在提高植物耐盐性中的应用，所述棉花蔗糖转运蛋白基因GhSUT6为GhSUT6D。

本发明研究发现，在陆地棉的9对GhSUT基因中，与其他的GhSUT基因相比，GhSUT6A/D基因在盐胁迫下的表达量最高，说明GhSUT6A/D响应盐胁迫的能力最强。对GhSUT6A/D在盐胁迫下的表达进行分析显示，当盐处理浓度逐渐增加时，GhSUT6A和GhSUT6D的表达量均逐渐升高。通过亚细胞定位实验、酵母功能互补实验和酵母荧光实验证明了蔗糖转运蛋白GhSUT6A和GhSUT6D是位于细胞膜上且具有转运蔗糖功能的跨膜蛋白。