Myb28蛋白及其编码基因在调控植物对aba耐受性中的应用_2

文档序号:8276692阅读:来源:国知局
花叶病毒(CAMV)35S 启动子、泛素基因Ubiquitin启动子(pUbi)、胁迫诱导型启动子rd29A等,它们可单独使用 或与其它的植物启动子结合使用;此外,使用本发明的基因构建重组表达载体时,还可使用 增强子,包括翻译增强子或转录增强子,这些增强子区域可以是ATG起始密码子或邻接区 域起始密码子等,但必需与编码序列的阅读框相同,以保证整个序列的正确翻译。所述翻译 控制信号和起始密码子的来源是广泛的,可以是天然的,也可以是合成的。翻译起始区域可 以来自转录起始区域或结构基因。为了便于对转基因植物细胞或植物进行鉴定及筛选,可 对所用重组表达载体进行加工,如加入可在植物中表达的编码可产生颜色变化的酶或发光 化合物的基因、具有抗性的抗生素标记物或是抗化学试剂标记基因等。也可不加任何选择 性标记基因,直接以逆境筛选转化植株。
[0039] 在本发明中,所述重组表达载体中启动所述蛋白质的编码基因转录的启动子为 35S启动子。
[0040] 更为具体的,所述重组表达载体为将所述MYB28基因插入pCAMBIA-1300-221载体 的多克隆位点Xba I与Kpn I之间后得到的重组质粒。
[0041] 在上述方法中,将携带有所述MYB28基因的所述重组表达载体导入所述受体植 物,具体可为:通过使用Ti质粒、Ri质粒、植物病毒载体、直接DNA转化、显微注射、电导、农 杆菌介导等常规生物学方法转化植物细胞或组织,并将转化的植物组织培育成植株。
[0042] 在上述应用或方法中,所述植物即可为双子叶植物(如十字花科植物),也可为单 子叶植物。
[0043] 在本发明的一个实施例中,所述植物为双子叶植物,具体为十字花科植物拟南芥, 更加具体为拟南芥野生型(Col-0生态型)。
[0044] 本发明的又一个目的是提供一种对所述(B)中的所述转基因植物进行除草的方 法。
[0045] 在本发明所提供的对所述(B)中的所述转基因植物(即所述对ABA耐受性提高的 转基因植物)进行除草的方法中,所用除草剂是浓度为M的ABA溶液;所述浓度为M的ABA 溶液对于待除杂草来说不能耐受,但对于所述转基因植物来说能耐受。
[0046] 在上述方法中,所述"所述浓度为M的ABA溶液对于待除杂草来说不能耐受,但对 于所述转基因植物来说能耐受"是指:向所述待除杂草喷洒所述浓度为M的ABA溶液后,所 述待除杂草死亡;但向所述转基因植物喷洒所述浓度为M的ABA溶液后,所述转基因植物不 死亡,且生长状态与喷洒所述浓度为M的ABA溶液前相比无统计学差异。
[0047] 在本发明中,以上所有所述由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质均 可替换为序列3所示蛋白质与标签蛋白所形成的融合蛋白,具体如在pCAMBIA-1300-221载 体的酶切位点Xba I和Kpn I之间插入序列2的第3-1100位所示DNA片段后所得重组质 粒表达得到的融合蛋白。
[0048] 本发明研宄发现MYB28蛋白是ABA信号传导的核心正调节子。本发明可应用于将 植物激素ABA作为一种选择性除草剂,其选择性取决于植物对ABA的敏感性,利用MYB28调 节植物对ABA的耐受性,通过基因工程手段获得MYB28低表达、抗除草剂转基因作物,实现 选择性除草。本发明亦可通过调节MYB28的表达水平控制植物种子的萌发率,通过基因工 程手段获得MYB28基因高表达、抗胎萌转基因作物。本发明符合可持续农业发展需求,对于 研宄植物耐受ABA的分子机制、改良遗传特性,开拓绿色环保、无公害的除草方法,研宄种 子胎萌机制、提高种子食用品质和贮藏品质等方面具有重要的实用价值和市场前景。
【附图说明】
[0049] 图1为MYB28基因相关T-DNA插入突变体myb28-l的鉴定。测序比对结果,突变 体myb28-l插入在MYB28基因的起始密码子(ATG)前182bp (启动子区)位置。
[0050] 图2为用实时荧光定量PCR检测各遗传材料MYB28基因表达量的分析结果。从图 中可以看出myb28-l为基因敲除突变体,OE1中MYB28mRNA表达量是野生型(Col-0)的近 两倍,0E2中MYB28mRNA表达量是野生型(Col-O)的近3. 5倍。
[0051] 图3为ABA对MYB28各遗传材料幼苗生长的影响分析结果。
[0052] 图4为ABA对MYB28各遗传材料种子萌发的影响分析结果。
【具体实施方式】
[0053] 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。
[0054] 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。
[0055] 下述实施例中的%,如无特殊说明,均为质量百分含量。以下实施例中的定量试 验,均设置三次重复试验,结果取平均值。
[0056] pCAMBIA-1300-221 载体:由清华大学提供(记载文献:Li jing Liu, Yiyue Zhang, Sanyuan Tang, et a 1.An efficient system to detect protein ubiquitination by agroinfiltration in Nicotiana benthamiana. The Plant Journal, 2010(61) :893-903.)。在 pCAMBIA-1300-221 载体中,位于多克隆位点(MCS)上游 的启动子为35S启动子。在pCAMBIA-1300-221载体中,含有GFP基因。pCAMBIA-1300-221 载体相关信息:http://www. cambia. org/daisy/cambia/materials/vectors/585. html〇
[0057] 拟南芥野生型(Col-0生态型):拟南芥野生型种子(Arabidopsis thaliana,ecotype Columbia-〇),为拟南芥生物研宄中心(ABRC)的产品。
[0058] MYB28基因敲除突变体myb28-l,为拟南芥生物研宄中心(ABRC)的产品,编号为 SALK_136312C〇
[0059] 根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens):根癌农杆菌菌株GV3101,由清华 大学提供(记载文献:R. Berres, L. otten, B. Tinland et al. Transformation of vitis tissue by different strains of Agrobacterium tumefaciens containing the T_6b gene.Plant Cell Reports,1992(11):192-195. )〇
[0060] 大肠杆菌(Escherichia coli)菌株DH5a(DE3)感受态:为全式金生物有限公司产 品。
[0061] 实施例1、MYB28转基因植物的获得及鉴定
[0062]本实施例中所涉及的MYB28基因来源于拟南芥(Arabidopsis thaliana),其在拟 南芥基因组中的序列如序列表中序列1所示,序列1由1647个核苷酸组成,其中第136-215 位和第346-485位为内含子序列;所述MYB28基因的cDNA序列如序列表中序列2所示,序 列2由1427个核苷酸组成,其中第3-1103位为编码序列(0RF);序列1和序列2均编码序 列表中序列3所示的蛋白质,序列3由366个氨基酸残基组成。
[0063] 一、重组表达载体pCAMBIA-1300-221-MYB28的构建
[0064] 提取拟南芥野生型(Col-0生态型)的总RNA,反转录后获得cDNA。以所得cDNA 为模板,通过引物1与引物2进行PCR扩增,反应结束后对其产物进行纯化,表明扩增得到 约1100bp片段,测序表明,该片段具有自序列表中的序列2自5'端起第3-1100位核苷酸 序列。
[0065]引物 1 :5' -CTAGTCTAGAATGTCAAGAAAGCCATG-3'(下划线部分为 Xba I 的识别位 点,其后的序列为序列2的第3-19位);
[0066]引物 2 :5' -CGGGGTACCTATGAAATGCTTTTCAAG-3'(下划线部分为 Kpn I 的识别位 点,其后的序列为序列2的第1083-1100位的反向互补序列)。
[0067] 用限制性内切酶Xba I和Kpn I双酶切以上所得PCR产物,胶回收酶切片段,与经 过同样双酶切的PCAMBIA-1300-221载体骨架相连,得到重组质粒。将所述重组质粒送样测 序,将经测序表明在pCAMBIA-1300-221载体的酶切位点Xba I和Kpn I之间插入序列2的 第3-1100位所示DNA片段的重组质粒命名为pCAMBIA-1300-221-MYB28。在重组表达载体 PCAMBIA-1300-221-MYB28中,启动所述MYB28基因转录的启动子为35S启动子。
[0068] 在重组表达载体pCAMBIA-1300-221-MYB28的构建过程中,也可以人工合成的序 列表的序列2所示的MYB28基因为模板。
[0069] 二、MYB28基因敲除突变体鉴定
[0070]MYB28基因敲除突变体T-DNA插入突变体,将其命名为myb28-l,购买自拟南 芥生物研宄中心(Arabidopsis Biological Resource Center(ABRC),http://www. arabidopsis.org/),背景为拟南芥野生型(Col-0生态型)。通过PCR技术
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