一种来源于羊草与抗寒相关的蛋白及其编码基因与应用_2

文档序号:9483103阅读:来源:国知局
活率仅为20%左右,而转Lc3919基因植株的存活率则可提高为40%左右,是野生 型拟南芥存活率的2倍。可见,本发明所提供的Lc3919可用于农作物与重要畜牧草所需的 抗寒新品种的培育与鉴定,具有较高的应用价值。本发明在农业、畜牧业及绿色清洁能源等 领域具有广阔的应用前景。
【附图说明】
[0055] 图1为羊草总RNA的电泳图谱。泳道1-泳道3为三个重复,每个泳道中的两个条 带从上到下依次为28SRNA和18SRNA。
[0056] 图2为Lc3919基因的5'RACEPCR扩增产物电泳图。其中,泳道Μ为Trans2KPlus DNAMarkerDNA分子量标准(北京全式金生物技术有限公司)的DNA分子量标准;泳道1 为5'RACEPCR扩增产物。
[0057] 图3为Lc3919基因的3'RACEPCR扩增产物电泳图。其中,泳道Μ为Trans2KPlus DNAMarker(北京全式金生物技术有限公司)的DNA分子量标准;泳道1为3'RACEPCR扩 增产物。
[0058] 图4为Lc3919基因全长cDNA的PCR扩增结果。其中,泳道Μ为Trans2K Plus DNA Marker(北京全式金生物技术有限公司)的DNA分子量标准;泳道1为PCR扩增产物。
[0059] 图5为Lc3919基因基因组序列的PCR扩增结果。其中,泳道Μ为Tnms2K* Plus II DNA Marker(北京全式金生物技术有限公司)的DNA分子量标准;泳道1为基因组序列 扩增产物。
[0060] 图6为1x3919基因在低温胁迫(4°C)条件下的相对表达量分析。其中,将Oh时 Lc3919基因的表达量设定为1。
[0061] 图7为Lc3919基因在不同组织中的表达量分析。其中,将穗中Lc3919基因的表 达量设定为1。
[0062] 图8为转入pMDC45空载体的烟草表皮细胞的激光共聚焦/TIRF显微镜图。其中, A为荧光下的烟草叶片表皮细胞;B为明场下的烟草叶片表皮细胞;C为A与B的叠加。
[0063] 图9为转入重组表达载体pMDC45-Lc3919的烟草表皮细胞的激光共聚焦/TIRF显 微镜图。其中,A为荧光下的烟草叶片表皮细胞;B为明场下的烟草叶片表皮细胞;C为A与 B的叠加。
[0064] 图10为含有重组表达载体pK7WG2D-Lc3919的菌液的PCR鉴定结果。其中,泳道Μ 为Trans2KPlusDNAMarker(北京全式金生物技术有限公司);泳道1为pK7WG2D-Lc3919 质粒条带。
[0065] 图11为重组表达载体pK7WG2D-Lc3919转化农杆菌的PCR鉴定结果。其中,泳道 1-3为三个重复;泳道Μ为Trans2KPlusDNAMarker(北京全式金生物技术有限公司)。
[0066] 图12为转Lc3919基因拟南芥植物基因组PCR检测结果。其中,泳道1-10表示不 同的Col-0/pK7WG2D-Lc3919株系,泳道Ck表示未转基因的野生型拟南芥植株对照,泳道Μ 为Trans2KPlusDNAMarker(北京全式金生物技术有限公司)。
[0067] 图13为T3代转Lc3919基因拟南芥的抗寒性检测结果。其中,a为野生型(WT) 与转Lc3919基因拟南芥株系(7-6、12-2和16-6)未进行处理前生长状态;b为野生型与转 Lc3919基因拟南芥株系处理后恢复7-10d后生长状态。
【具体实施方式】
[0068] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。
[0069] 下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
[0070] 实施例1、羊草抗寒相关基因Lc3919全长cDNA序列及基因组序列的获得
[0071] -、羊草抗寒相关基因Lc3919的5'端序列的克隆
[0072]1、植物材料处理及总RNA的提取
[0073]以羊草(Leymuschinensis(Trin. )Tzvel.)品种中科 2 号(记载于"XXLi,SL Hou,QGao,etal.LcSAINl,anovelsalt-inducedgenefromsheepgrass,confers saltstresstoleranceintransgenicArabidopsisandrice.PlantandCell Physiology,2013, 54 (7),1172-1185" 一文,公众可从中国科学院植物研究所获得)幼苗为 材料,低温胁迫(4°C)处理12小时后提取总RNA,进行1%琼脂糖凝胶电泳检测,结果如图 1所示。所提取的RNA有两条明显的电泳条带,从上到下依次为28SRNA和18SRNA,表明 获得了纯度较高、较完整的总RNA。
[0074] 2、羊草抗寒相关基因Lc3919的5'端序列的克隆
[0075] 以步骤1提取的经寒胁迫处理的羊草幼苗的总RNA为模板,采用Clontech公司 的5'RACE试剂盒(产品目录号:634914)并参照试剂盒说明书,反转录合成5'端cDNA模 板。反应体系(1〇μ1) :1μ1RNA,lyl5'-CDSprimerΑ,1μ1SMARTIIAoligo,lyl DTT(20mM),lyldNTPMix(10mM),lyl反转录酶MMLV,2μ15XFirst-StrandBuffer, 2以1!120(所述5'-003。1';[11161八、3麻1?1'11401丨80、5\?;^81:-31:抑11(1131^€61'等组分均 为随试剂盒提供)。反应条件:70°C2min,冰上2min,42°C1. 5h,72°C10min。
[0076] 根据本实验室454转录组测序结果,筛选出与胁迫相关的基因序列,设计引物,具 体的引物序列如下:Lcl:5^ -CCGATGAACCTCTCCGTGTTGGCA-3'(序列 2 的第 637-660 位的 反向互补序列)。
[0077] 以上述合成的5'端cDNA为模板,引物Lcl与引物UPM(Clontech公司: Long(0. 4μM) :5'-CTAATACGACTCACTATAGGGCAAGCAGTGGTATCAACGCAGAGT-3',Short(2μM): 5'-CTAATACGACTCACTATAGGGC-3')配对进行PCR扩增。PCR反应体系(50μ1): 1μ150XAdvantage2PolymeraseMix, 34. 5μ1PCR-GradeWater, 5μ110XAdvantage2PCR Buffer,1μ1dNTPMix(lOmM),5μ1UPM,1μ1 引物Lcl,2· 5μ1cDNA模板(所述 5〇XAdvantage2PolymeraseMix、PCR-GradeWater、Advantage2PCRBuffer等组分 是Clontech公司,产品目录号为639206的试剂盒中的成份)。反应条件为:94°C30s, 68°C30s,70°C60s,共 35 个循环;最后 70°C延伸lOmin。
[0078] 反应结束后,对PCR扩增产物进行1%琼脂糖凝胶电泳检测,结果如图2所示,经 PCR扩增获得了长度约为680bp的目的片段。回收并纯化5'RACE产物,将其连接到pMD-18T 载体(Takara公司)上,连接产物转化大肠杆菌DH5a感受态细胞(北京全式金生物技术 有限公司),筛选阳性克隆进行菌液PCR鉴定,提取阳性克隆的质粒进行测序,测序结果表 明,该片段的长度为660bp,其脱氧核糖核苷酸序列如序列表中序列3 (序列2的前660位) 所示。
[0079] 二、羊草抗寒相关基因Lc3670的3'端序列的克隆
[0080] 以步骤一提取的经寒胁迫处理的羊草幼苗的总RNA为模板,采用Clontech公司的 3'RACE试剂盒(产品目录号:634914)并参照试剂盒说明书,反转录合成其3'端cDNA。反 应体系(10μ1) : 1μ1RNA,1μ15,-CDSprimerA,1μ1DTT(20mM),1μ1dNTPMix(10mM), 14 1反转录酶丽1^,2以15\?;^81:-31:抑11(1131^€61',3以1!120。(所述5,-003。1';[1116『八、 SMARTIIAoligo、5XFirst_StrandBuffer等组分随试剂盒提供)反应条件:70°C2min, 冰上 2min,42°C1.5h,72°C10min。
[0081] 根据上述步骤一获得的Lc3919基因5'端cDNA序列(序列3)设计引物:Lc2 :5' -GGTGCCTGCCTTTGTGGCGAGTAAT-3'(序列 2 的第 415-439 位)。
[0082] 以获得的3'端cDNA为模板,引物Lc2与引物UPM(Clontech公司: Long(0. 4μM) :5'-CTAATACGACTCACTATAGGGCAAGCAGTGGTATCAACGCAGAGT-3',Short(2μM): 5'-CTAATACGACTCACTATAGGGC-3')配对进行PCR扩增。PCR反应体系(50μ1): 1μ150XAdvantage2PolymeraseMix,34. 5μ1PCR-GradeWater, 5μ110XAdvantage2PCR Buffer, 1μ1dNTPMix(lOmM),5μ1UPM,1μ1 引物Lc2, 2· 5μ1cDNA模板(所述 5〇XAdvantage2PolymeraseMix、PCR-GradeWater、Advantage2PCRBuffer等组分 是Clontech公司,产品目录号为639206的试剂盒中的成份)。反应条件:先94°C30s, 68°C30s,70°C60s,共 35 个循环;最后 70°C延伸 10min。
[0083] 反应结束后,对PCR扩增产物进行1%琼脂糖凝胶电泳检测,结果如图3所示,经 PCR扩增获得了长度约为600bp的目的片段。回收并纯化3'RACE产物,将其连接到pMD-18T 载体(Takara公司)上,连接产物转化大肠杆菌DH5a感受态细胞(北京全式金生物技术 有限公司),筛选阳性克隆进行菌液PCR鉴定,提取阳性克隆的质粒进行测序,测序结果表 明,该片段的长度为553bp,其脱氧核糖核苷酸序列如序列表中序列4 (序列2的第415-967 位)所示。
[0084] 三、羊草抗寒相关基因Lc3919全长cDNA序列的获得及PCR检测
[0085] 利用上述步骤一和步骤二获得的长度为660bp(序列3)和553bp(序列4)片段之 间的重叠区,借助Contig软件
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