一种茎瘤芥BjuA017664基因在提高植物抗干旱胁迫中的应用

本发明属于植物基因工程，特别的涉及一种茎瘤芥bjua017664基因在提高植物抗干旱胁迫中的应用。

背景技术：

1、近年来，随着全球气候变暖和人类活动的加剧，干旱、洪涝、高温和霜冻等极端天气发生的频率和数量逐渐增加，其对农业生产的威胁日趋严峻。目前干旱、高温被认为是导致农作物减产和绝产的两大主要非生物胁迫因子。外界空气过干或土壤含水量过低均可导致植物因缺水而形成干旱胁迫，其对植物的生长和发育具有严重的抑制作用。

2、干旱作为植物生长过程中的主要制约因素之一，会阻碍植物的呼吸作用、光合作用和气孔运动，进而影响植物的生长发育和生理代谢。因此，挖掘抗干旱相关基因，探究其抗干旱机理，培育抗干旱新品种，对保障我国作物稳定安全具有重要意义。近年来，人们从生理、生化、代谢、生态、以及遗传、进化等角度对植物响应干旱等逆境胁迫的机制进行了大量研究，由于植物抗旱性状的复杂性，采用传统的育种方法提高植物的抗旱性十分困难。随着分子生物学的发展，人们能够在基因组成、表达调控及信号传导等分子水平上认识植物对干旱胁迫的抗逆性机理，为利用基因工程手段改良植物的抗胁迫性能开拓了新的途径。目前植物遗传转化研究已取得一些进展，因此可以通过转基因方法提高植物的抗干旱性。转基因是植物在胁迫条件下通过分子手段来控制其蛋白成分的重要手段。这种方法具有选育速度快，易于获得抗性植株，且具有较好的遗传稳定性等优点，已成为获得抗性植株的主要手段。因此利用基因工程手段改良作物的抗旱能力，提高农作物和经济作物对逆境的适应能力是新品种培育亟需解决的关键问题和重大问题，但高效抗旱基因的分离成为限制植物抗逆基因工程的主要因素。

3、茎瘤芥(brassica juncea var.tumida tsen et lee)，又称青菜头，是十字花科芸薹属植物，为榨菜的主要原料，是我国重庆、四川、浙江等地区主要的经济作物之一。多年来，茎瘤芥的相关研究主要集中在遗传育种、良种繁育、栽培技术、品质安全等领域，近年才陆续有生物学方面研究的报道。前人研究表明，茎瘤芥对非生物胁迫具有较强的抗性，目前已经从茎瘤芥中获得多个逆境胁迫相关基因。但是到目前为止，获得的抗干旱基因还是太少，还不能满足改良植株产量和品质分子设计的需要，所以茎瘤芥抗干旱基因工程在农业生产和商业上的应用受到很大限制。因此，仍亟需在茎瘤芥中获得高效、广谱的抗干旱基因。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种茎瘤芥bjua017664基因在提高植物抗干旱胁迫中的应用，为作物抗干旱品种改良提供了新的基因靶点，丰富了基因库。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种茎瘤芥bjua017664基因在提高植物抗干旱胁迫中的应用，所述bjua017664基因的核苷酸序列如seq id no.1所示或具有如seq id no.1所示的核苷酸序列经一个或多个核苷酸的替换、缺失或插入得到的具有相同功能的核苷酸序列。

3、进一步，所述bjua017664基因编码的氨基酸序列如seq id no.2所示或具有如seqid no.2所示的氨基酸序列经一个或多个氨基酸的替换、缺失或插入得到的具有相同功能的氨基酸序列。

4、本发明的另一个目的在于，还提供了一种含有所述茎瘤芥bjua017664基因的生物材料，所述生物材料为重组dna、表达盒、转座子、质粒载体、病毒载体或工程菌。

5、本发明的另一个目的在于，还提供了所述生物材料在提高植物抗干旱胁迫中的应用。

6、进一步，所述植物为双子叶植物或单子叶植物，优选为茎瘤芥、拟南芥、白菜、烟草或油菜。

7、本发明的另一个目的在于，还提供了一种提高植物抗干旱胁迫的方法，包括：提高植物中bjua017664蛋白的表达量和/或活性；所述bjua017664蛋白的氨基酸序列如seq idno.2所示或具有如seq id no.2所示的氨基酸序列经一个或多个氨基酸的替换、缺失或插入得到的具有相同功能的氨基酸序列。

8、进一步，所述植物为双子叶植物或单子叶植物，优选为茎瘤芥、拟南芥、白菜、烟草或油菜。

9、进一步，所述方法具体包括以下步骤：将制备的或提供的含有所述的bjua017664基因的表达载体转化农杆菌，得到农杆菌工程菌，再将所述农杆菌工程菌浸染茎瘤芥外植体，采用下胚轴遗传转化技术，使bjua017664基因过表达，即得到抗干旱胁迫的转基因植物。

10、相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

11、1、本发明首次报道了茎瘤芥bjua017664基因在增强植物干旱抗性中的应用。通过构建bjua017664基因过表达载体，使其在茎瘤芥中过量表达，并进行干旱胁迫处理，研究发现经干旱胁迫处理后恢复正常生长条件，可使转基因拟南芥大量恢复正常生长，转基因株系的存活率达到75％及以上，明显高于野生型。表明可通过转基因等生物学手段将茎瘤芥bjua017664基因导入农作物中并过量表达可以显著提高植物的干旱胁迫抗性的功能，是培育抗旱作物品种的优质候选基因。

12、2、本发明的茎瘤芥bjua017664基因可显著增强植物抗旱性，有利于在干旱逆境条件下保持作物产量，可减少干旱逆境对经济作物带来的损失，具有显著的经济价值。另外，本发明也为作物抗旱遗传改良提供了新的基因靶点和资源，可广泛应用于植物遗传育种、种质资源改良和培育，对于促进作物稳产具有重要意义。

技术特征：

1.一种茎瘤芥bjua017664基因在提高植物抗干旱胁迫中的应用，所述bjua017664基因的核苷酸序列如seq id no.1所示或具有如seq id no.1所示的核苷酸序列经一个或多个核苷酸的替换、缺失或插入得到的具有相同功能的核苷酸序列。

2.根据权利要求1所述应用，其特征在于，所述bjua017664基因编码的氨基酸序列如seq id no.2所示或具有如seq id no.2所示的氨基酸序列经一个或多个氨基酸的替换、缺失或插入得到的具有相同功能的氨基酸序列。

3.一种含有权利要求1所述茎瘤芥bjua017664基因的生物材料，所述生物材料为重组dna、表达盒、转座子、质粒载体、病毒载体或工程菌。

4.根据权利要求3所述生物材料在提高植物抗干旱胁迫中的应用。

5.根据权利要求1、2或4所述的应用，其特征在于，所述植物为双子叶植物或单子叶植物。

6.根据权利要求5所述应用，其特征在于，所述植物为茎瘤芥、拟南芥、白菜、烟草或油菜。

7.一种提高植物抗干旱胁迫的方法，其特征在于，包括：提高植物中bjua017664蛋白的表达量和/或活性；所述bjua017664蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示或具有如seq idno.2所示的氨基酸序列经一个或多个氨基酸的替换、缺失或插入得到的具有相同功能的氨基酸序列。

8.根据权利要求7所述方法，其特征在于，所述植物为双子叶植物或单子叶植物。

9.根据权利要求8所述方法，其特征在于，所述植物为茎瘤芥、拟南芥、白菜、烟草或油菜。

10.根据权利要求7所述方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：将制备的或提供的含有如权利要求1所述的bjua017664基因的表达载体转化农杆菌，得到农杆菌工程菌，再将所述农杆菌工程菌浸染植物，使bjua017664基因过表达，即得到抗干旱胁迫的转基因植物。

技术总结
本发明公开了一种茎瘤芥BjuA017664基因在提高植物抗干旱胁迫中的应用，所述BjuA017664基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1，其编码的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。本发明首次报道了茎瘤芥BjuA017664基因在增强植物干旱抗性中的应用。通过构建BjuA017664基因过表达载体，使其在茎瘤芥中过量表达，并进行干旱胁迫处理，研究发现经干旱胁迫处理后恢复正常生长条件，可使转基因拟南芥大量恢复正常生长，转基因株系的存活率达到75％及以上，明显高于野生型。表明茎瘤芥BjuA017664基因的过量表达可以显著提高植物的干旱胁迫抗性的功能。这为作物抗旱遗传改良提供了新的基因靶点和资源，可广泛应用于植物遗传育种、种质资源改良和培育，对于促进作物稳产具有重要意义。

技术研发人员：程春红,游经番,刘娟,张银玥,谢清清
受保护的技术使用者：长江师范学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13