[发明专利]Hg49737基因及其抗盐性应用

说明书

本发明提供了盐生草Hg49737基因及其调控Nasupgt;+/supgt;外排方面的应用，通过克隆盐生草Hg49737基因，构建亚细胞定位载体和酵母缺陷型遗传转化验证该基因功能。发现盐生草Hg49737基因能够促进Nasupgt;+/supgt;外排，显著提高植株耐盐性。这将为盐渍化土壤改良与耐盐植物(作物)新品种的培育提供相关候选基因和理论依据。

技术领域

本发明属于植物生物工程和转基因技术领域，具体涉及盐生植物盐生草耐盐基因Hg49737及其调控Na⁺外排方面的应用。

背景技术

近年来，由于工业污染与不合理的灌溉方式，使耕地土壤的盐分增加，土壤盐碱化越来越严重。相关研究显示到2050年，一半以上的耕地将受土壤盐渍化的影响^[1,2]。土壤盐渍化是影响作物生长和产量的最主要非生物胁迫之一。易溶性盐分在土壤耕作层积累过多时，会对植物的生长发育产生负面影响，这一现象称为盐害^[3]。盐害极大地限制了种子萌发、植株生长及整体的生产力^[4]。几乎所有对人类重要的农作物都对土壤中高浓度的盐敏感，土壤中高浓度盐分的存在会使作物体中积累大量的Na⁺和Cl^-[5]，阻碍作物对养分、水分的吸收，严重情况下，会导致作物脱水，最终造成农作物减产或绝收。土壤中营养、物理、生物等指标下降，生态环境恶化以及作物生产力下降等都由土壤盐渍化引起，土壤盐渍化已成为限制生态可持续发展和农业生产的首要非生物因素^[6,7]。因此，提高作物耐盐性、增加盐碱地作物的产量和品质已成为农业研究的重中之重。

盐生植物因蕴含更多的耐盐基因和特殊的耐盐机理受到育种家的广泛关注。盐生草(Halogeton glomeratus)属于藜科(Chenopodiaceae)，盐生草属，一年生草本荒漠盐生植物，广泛分布于我国干旱和半干旱区，其叶片高度肉质化，叶片叶肉细胞中具有中央大液泡，是富集盐分的重要部位。盐生草根系是最先感知盐胁迫的组织器官，其对盐分呈限制性吸收特性，根系中蕴含大量的盐胁迫响应基因。从盐生草根系中克隆盐诱导表达基因Hg49737的CDS序列；构建亚细胞定位载体，进行烟草瞬时表达分析；构建酵母表达载体，转化缺陷型酵母菌株，分析其在酵母异源表达系统中的Na⁺吸收特性，以期为耐盐植物(作物)新品种的培育提供相关候选基因和理论依据。大量实践证明，在盐碱地种植耐盐碱植物(作物)能够起到改良土壤的作用，尤其种植耐盐碱农作物，投资相对少且见效快。因此对于盐碱地农业来说选育耐盐新品种具有重要意义。

现有技术存在的问题：现有技术中未报道关于盐生草基因Hg49737调控盐生草耐盐性方面的功能和应用。

发明内容

本发明要解决的关键技术问题在于提供盐生草基因Hg49737及其调控耐盐性方面的应用。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

1.盐生草Hg49737基因，所述Hg49737基因转录本序列如序列表SEQ No.1所示，所述Hg49737基因发挥抗盐功能的片段如序列表SEQ No.2所示。

2.一种载体，所述载体包含如序列表SEQ No.1或SEQ No.2所示核苷酸片段。

3.供盐生草Hg49737基因克隆和载体构建方法，包括：(1)植株材料和试剂选择，(2)RNA提取与反转录，(3)引物设计和基因克隆，(4)构建亚细胞定位载体、过表达载体及酵母表达载体。

4.盐生草Hg49737基因在农杆菌与酵母中的转化方法，包括：(1)转化农杆菌，(2)载体转化酵母缺陷型菌株。

5.盐生草Hg49737基因功能验证方法，包括：(1)亚细胞定位、拟南芥遗传转化和酵母缺陷型遗传转化；(2)转基因拟南芥获得及表型分析；(3)转缺陷型酵母表型分析及钠离子含量测定。