拟南芥糖基转移酶基因ugt76e11在提高植物耐盐性中的应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种糖基转移酶基因的应用，尤其涉及一种拟南芥糖基转移酶基因 UGT76E11在提高植物耐盐性中的应用，属于基因工程领域。
【背景技术】
[0002] 盐胁迫是影响植物生长和粮食产量的最主要的环境因素之一，也是植物需要适应 的逆境之一。一般情况下，土壤中含盐量超过0.2%时，就能引发盐胁迫。据不完全统计，全 世界有800多万平方公里的土地受到不同程度盐渍化的影响，约占世界陆地面积的6%，并 且这一数字正在逐步扩大（Munns and Tester, 2008)，而我国也有许多盐渍化土地，全国约 有1亿亩的盐碱耕地和3亿亩左右的盐碱荒地，严重制约着农作物产量的提高。因此，开发 利用盐碱地，提高盐渍化土地上的作物产量，对我国的农业发展有着极其重要的现实意义。 基因工程技术的应用可以获得具有耐盐性的农作物，有望缓解土壤的盐渍化对农作物产量 的影响。
[0003] 糖基转移酶是专门负责催化糖基化修饰反应的酶类，拟南芥糖基转移酶家族1中 共有119个可能的糖基转移酶。虽然这些糖基转移酶基因的序列已公开于核酸序列数据 库中，但是这些糖基转移酶基因的特殊功能还远远没有被揭示，如拟南芥糖基转移酶家族1 中的UGT76E11基因能够增强转基因植物耐盐性的功能和应用目前未见报道。
【发明内容】
[0004] 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 UGT76E11在提高植物耐盐性中的应用。
[0005] 本发明所述拟南芥糖基转移酶基因 UGT76E11在提高植物耐旱性中的应用。
[0006] 其中：所述糖基转移酶基因 UGT76E11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、白菜、油菜、甘蓝或芥菜。
[0007] 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 UGT76E11，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盐性得到显著提高（见图1、图2、图 3、图4)，证明拟南芥糖基转移酶家族1中的UGT76E11基因能够具有增强转基因植物耐盐性 的功能。
[0008] 本发明实施后可能带来的有益效果：
[0009] 实验证实，应用本发明所述拟南芥糖基转移酶基因 UGT76E11进行植物转基因操 作，可以显著提高转基因植物的耐盐性（见附图1、附图2、附图3和附图4)。预示本发明实 施后将会创造新型耐盐植物，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】
[0010] 图1.种子在含盐培养基上的萌发实验统计结果。
[0011] 图中WT为拟南芥对照植物，OE-69和OE-87为UGT76E11的两个转基因过表达株 系。MS(-)表示不含盐的培养基，125mM NaCl表示含有125mM NaCl的MS培养基，其余类 推。统计结果显示两个过表达株系在含盐的培养基上，萌发率明显高于野生型对照。这说 明UGT76E11基因过表达之后明显增强了植株萌发期的耐盐性。
[0012] 图2.在含盐培养基上根的生长实验结果统计。
[0013] 图中WT为拟南芥对照植物，OE-69和OE-87为UGT76E11的两个转基因过表达株 系。MS(-)表示不含盐的培养基，IOOmM NaCl表示含有IOOmM NaCl的MS培养基，其余类推。 实验结果显示在含盐培养基上，两个过表达株系的根长明显高于野生型。因为在株系OE-87 中UGT76E11的表达水平高于OE-69,株系OE-87表现出更强的根系生长。这说明UGT76E11 基因过表达之后能够增强植株的抗盐性。
[0014] 图3.伊文思蓝（Evans Blue)染色实验结果统计。
[0015] 图中WT为拟南芥对照植物，OE-69和OE-87为UGT76E11的两个转基因过表达株 系。"Control"表示未经过盐水胁迫的叶片染色，" IOOmM NaCl"表示经过IOOmM NaCl胁 迫处理的叶片进行染色，其余类推。实验结果发现在盐胁迫处理以后，两个过表达株系的染 色比野生型对照浅很多，说明过表达株系经过盐处理之后细胞死亡比野生型对照少。证明 UGT76E11基因可用于增强植物耐盐性。
[0016] 图4.植物苗期浇盐水实验。
[0017] 图中WT为拟南芥对照植物，0E-69和0E-87为UGT76E11的两个过表达株系。浇 盐水之前转基因株系与对照生长状态一致，浇盐水之后发现野生型对照几乎全部死亡（叶 片变白），而两个过表达株系只有少量叶片出现死亡，这说明UGT76E11基因过表达之后明 显增强了植株的耐盐性。
【具体实施方式】
[0018] 实施例1克隆拟南芥糖基转移酶基因 UGT76E11
[0019] 1.拟南芥糖基转移酶基因 UGT76E11的克隆
[0020] 通过公开网站http://www. cazy. org获得UGT76E11基因的cDNA序列。根据cDNA 序列设计引物，正向引物为76E11-F: 5 ' -GGATCCATGGAGGAAAAGCCGGCGGG-3 '，反向引物为 76E11-R:5' -GTCGACTCATAGAGTCCTCATGTAGTGTACAAACTC-3'。利用 TRIzol 试剂盒提取拟南 芥RNA，RT-PCR方法扩增UGT76E11基因的全长cDNA序列。将cDNA克隆的过程是先经过 BamHI和Sal I酶切，之后连入相应酶切的pBluescript II SK(+)载体中，构建成测序中间 载体，称为PK76E11，然后用载体进行基因全长PCR扩增和BamHI和Sal I酶切验证，最后进 行序列测定，验证克隆序列的正确性。
[0021] 2.拟南芥糖基转移酶基因 UGT76E11的序列信息与特性分析
[0022] UGT76E11基因的编码区cDNA为1356bp，编码451个氨基酸的57. 6kDa蛋白，C端 具有44个氨基酸的PSPG盒，为植物次生代谢物糖基转移酶所共同具有的保守序列。
[0023] 3.拟南芥糖基转移酶基因 UGT76E11受逆境胁迫诱导表达
[0024] 将两周大小的野生型拟南芥（Col-O)小苗用200mM NaCl (盐胁迫）、300mM甘露醇 (渗透胁迫）分别处理311、611、1211、2411，以蒸馏