[发明专利]拟南芥糖基转移酶基因UGT76C2在提高植物耐旱性中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一个糖基转移酶基因及其应用，尤其涉及一种拟南芥糖基转移酶基因UGT76C2在提高植物耐旱性中的应用，属于基因工程领域。

背景技术

糖基转移酶是专门负责催化糖基化修饰反应的酶类，它将活性糖基从供体（通常是UDP-glucose）转移到受体分子上。糖基化修饰往往会改变植物分子的生物活性、水溶性、在细胞内和整体植株的转运特性、亚细胞定位以及与受体的相互识别与结合特性，另外还能降低或消除内源和外源物质的毒性(Lim and Bowles,2004;Bowles et al.,2006;Wang and Hou,2009)。因此，糖基转移酶基因在调节植物细胞代谢平衡、维持植物正常生长发育等方面有重要意义。例如，已有报道糖基转移酶基因参与植物激素平衡调节、植物防御反应、植物次生代谢物合成以及植物信号转导等（Wang and Hou,2009)。

生物界存在的糖基转移酶按照所催化的底物性质和序列相关性分属94个不同的家族。其中家族1包含的成员数量最多，与植物的关系最密切。在家族1中大多数基因C端具有一个由44个氨基酸组成的保守序列，即PSPG盒(plant secondary product glycosyltransferase box)。随着拟南芥(Arabidopsis thaliana)全基因组测序的完成，通过对PSPG盒的序列分析发现拟南芥中共有119个可能的糖基转移酶，这些糖基转移酶中大部分的功能还不清楚。

UGT76C2是拟南芥糖基转移酶家族1中的一个成员，目前它的基因序列已公开于核酸序列数据库中。但是经过检索，拟南芥糖基转移酶基因UGT76C2在增强植物耐旱性中的应用目前未见报道。

发明内容

（1）本发明的目的

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供了一种拟南芥糖基转移酶基因UGT76C2在提高植物耐旱性中的应用。

（2）实现本发明的具体技术方案

本发明所述拟南芥糖基转移酶基因UGT76C2在提高植物耐旱性中的应用。

其中：所述糖基转移酶基因UGT76C2的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。所述植物优选是十字花科植物，所述十字花科植物优选是拟南芥、芥菜、油菜、白菜或甘蓝。

本发明利用SEQ ID No.3和SEQ ID No.4所示的引物序列，通过RT-PCR技术从拟南芥中克隆糖基转移酶基因UGT76C2，然后利用该基因构建植物过表达载体，进行植物转基因操作，获得转基因植物。检测表明转基因植物的耐旱性得到显著提高。

（3）本发明实施后可能带来的有益效果

实验证实，应用本发明所述拟南芥糖基转移酶基因UGT76C2进行植物转基因操作，可以显著提高转基因植物的耐旱性（见附图1、附图2和附图3）。预示本发明实施后将会创造新型耐旱植物，可用于后续的作物品种改良，对我国农业生产具有重大意义。

附图说明

图1.干旱处理实验。其中Col-0为拟南芥对照植物，ugt76c2为突变体，UGT76C2OE4-2和UGT76C2OE19-2为两个过表达株系。拟南芥对照植物、突变体和过表达株系正常培养2周，然后停止浇水12天，突变体几乎全部出现萎蔫，野生型对照只部分出现萎蔫，而两个过表达株系几乎无萎蔫现象。这说明UGT76C2基因过表达之后明显增强了植株的抗旱性。

图2.干旱处理后的存活率统计。其中Col-0为拟南芥对照植物，ugt76c2为突变体，UGT76C2OE4-2和UGT76C2OE19-2为两个过表达株系。拟南芥对照植物、突变体和过表达株系正常培养2周，然后停止浇水12天，再恢复浇水3天，统计植株的存活率。结果两个过表达株系的存活率明显高于野生型对照及突变体。突变体ugt76c2的存活率最低。这说明过表达株系的耐旱性最强，UGT76C2基因过表达之后明显增强了植株的抗旱性。

图3.离体失水率实验。其中Col-0为拟南芥对照植物，ugt76c2为突变体，UGT76C2OE4-2和UGT76C2OE19-2为两个过表达株系。实验材料是正常生长2周的拟南芥对照植物、突变体和两个过表达株系。选取生长状态一致的植株，剪取地上部分，放于室温下的台面上，每隔20min测定植株的鲜重，计算每个时间段的离体失水率。结果2个过表达株系的离体失水率最低，说明过表达株系水分散失较慢，保水性优于野生型对照及突变体。说明了UGT76C2基因在增强抗旱性方面的作用。