[发明专利]小麦耐盐基因TaAOC1及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种小麦耐盐基因及其应用，尤其涉及耐盐基因丙二烯氧化物还化酶基因TaAOC1及其应用，属于生物基因工程技术领域。

背景技术

土壤盐渍化严重影响农作物产量。特别是随着工业的发展，土壤盐渍化愈来愈严重，已成为一个全球关注的社会问题。我国人口众多，而土壤盐渍化更为严重，已经成为制约我国经济和社会发展的重要因素。因此，除了缓解土壤盐渍化以外，培育耐盐农作物新品种已成为当前一个十分迫切的任务。

利用转基因改良植物技术将新的性状转入高生物量植物中，以此开发高效的转基因植物新品种，用于在盐碱地种植是一项具有广阔应用前景的技术。

目前，利用基因工程技术开展植物耐盐方面研究已取得了较大的的进展，克隆了大量相关基因，并将这些基因转入植物中，用于耐盐机制研究。一些实验表明，将植物本身以及其他生物中与耐盐相关的基因转入植物中，其异源转录和翻译产物可以使转基因植物的抗盐能力提高。

在前期研究中，本实验室利用不对称体细胞杂交方法创制渐渗系技术，将小麦近缘优质牧草、单子叶植物耐盐性最强的长穗偃麦草染色质渐渗到普通小麦济南177（JN177），创建一批高产、抗逆、抗病和优质的渐渗系新种质和新品系，从中选育出杂种渐渗系高产、耐盐新品种山融3号（SR3）（鲁审[2004]030），获得研究小麦渐渗系机制和功能基因的“突变体”新材料。转录组分析显示，盐胁迫下，一系列茉莉酸合成途径相关基因在SR3和JN177中被诱导，而且SR3中的诱导幅度大于JN177，这暗示JA途径可能与SR3抗逆性存在一定的关联；其中，该途径关键酶丙二烯氧化物环化酶（AOC）基因TaAOC1在盐胁迫下诱导非常显著，而且SR中的上调幅度明显高于JN177；TaAOC1的过表达提高了拟南芥的JA含量和耐盐能力，首次发现可以通过遗传操作提高拟南芥的JA合成。因而TaAOC1对深入认识JA合成途径与植物耐逆应答反应之间的关系具有重要意义。然而，经检索关于丙二烯氧化物环化酶（AOC）基因TaAOC1的cDNA核苷酸序列以及该基因在培育抗盐植物中的应用在本发明申请前还未见报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明要解决的问题是提供一种小麦耐盐基因——丙二烯氧化物还化酶基因TaAOC1及其应用。

本发明所述的小麦耐盐基因TaAOC1，其特征在于：该基因cDNA的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。

本发明还提供了含上述小麦耐盐基因——丙二烯氧化物还原酶基因TaAOC1的植物表达载体pSTART或pGA3626，其中所述载体pSTART的核苷酸序列如SEQ ID No.2所示。

本发明还公开了上述小麦耐盐基因TaAOC1以及所述植物表达载体pSTART或pGA3626在培育耐盐植物中的应用。

其中：所述植物优选是普通小麦或拟南芥。

将本发明所述小麦耐盐基因导入植物细胞，植物即可获得耐盐能力，若在盐渍化土壤中种植，可实现植物耐盐及重复利用次质土壤目的。为了便于对转基因植物或细胞系进行筛选，可以对含有所述基因TaAOC1的植物表达载体（pSTART或pGA3626）进行加工，如可以加入选择标记（Bialaphos等）或者具有抗性的抗生素标记物（卡那霉素）等，事实上任何一种可以将外源基因导入植物中的表达载体都可以应用本发明。基于此，本发明提供的基因可广泛用于培育耐盐农作物品种。

本发明的有益效果是：利用植物基因工程技术，本发明首次克隆得到了小麦丙二烯氧化物还原酶基因TaAOC1，并通过根瘤农杆菌介导的方法将该基因转入小麦和拟南芥，经过实验比较分析证明，转基因植株的耐盐能力明显提高，为该基因广泛用于培育耐盐农作物新品种提供了基础。

附图说明

图1TaAOC1基因全长cDNA序列的扩增结果，显示山融3号中TaAOC1基因开放阅读框的扩增获得720bp的片段。

其中：M为λDNA/(EcoRⅠ+HindⅢ)Marker（下同）。

图2TaAOC1转基因小麦植株T0代PCR鉴定

其中：其中1，10,11为阳性植株。

图3TaAOC1转基因小麦植株T1代PCR鉴定

其中：其中1至4,6至12,15,16为阳性植株。

图4山融3号胁迫根系中TaAOC1的QRT-PCR分析。

图5山融3号激素处理根系中TaAOC1的QRT-PCR分析。

图6山融3号中TaAOC1的各组织部分QRT-PCR分析。