毛果杨PtHSFA4a基因及其氨基酸序列和应用

文档序号:9466874阅读:898来源:国知局
毛果杨PtHSFA4a基因及其氨基酸序列和应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种毛果杨P地SFA4a基因及其氨基酸序列和应用。
【背景技术】
[0002] 随着社会经济发展,环境污染日趋严重,原有的森林树种将会遇到与自然选择下 有重大不同的环境胁迫压力。为保障人类生存环境和生活质量不再劣化,人类必须学会协 助林木去更好更快地适应所遇到的各种随人类社会现代化而加剧和新出现的环境胁迫因 素。由于林木生长周期长,遗传杂合性高,遗传机理不明,利用常规育种手段往往难W满足 不同目的定向培育树木新品种的要求。近年来生物技术的发展W及分子育种研究的兴起, 为利用基因工程手段改良林木、加速林木新品种的选育奠定基础。在植物抗逆分子育种中, 作为一个转录因子可W调控多个与同类性状有关的基因的表达,与导入或改良个别功能基 因相比,导入或改良一个转录因子是提高作物抗逆性更为有效的方法和途径。因此,研究抗 逆相关的转录因子的调控机制对于研究植物的抗逆机理进而培育出抗逆性强的植物具有 重要意义。毛果杨做为一个遗传背景清楚的模式植物,为林木遗传改良提供了很好的原材 料。
[0003] 锋狂n)作为植物体内多种关键酶的辅因子,参与植物蛋白结合、酶活性的调节、 转录水平调控、翻译水平调控及信号转导等生命活动,是植物生长发育所必需的微量元素 之一。但是,化过量也会影响植物的正常生长发育,严重时甚至会导致植株死亡。研究发 现,植物和其他生物主要通过对化的馨合、外排、隔离W及活性氧(RO巧清除等途径防御锋 诱导的损伤。植物化抗性的分子机制主要集中在化转运子的研究上。而对其转录因子调 控植物中重金属、特别是化解毒的作用机理研究的很少。
[0004] 热激转录因子化SFs)是一个重要的响应非生物胁迫的转录因子家族,在植物抗 逆环境中发挥着十分重要的作用。是生物体在热胁迫和其他胁迫条件下基因转录激活信号 转导通路中的重要成员。对于服Fs对重金属的抗逆调节,目前只发现水稻和小麦的服FA4a 基因特异性地参与对儒(Cd)胁迫的应答,在植物中还没有发现HSFs基因对其他重金属胁 迫有特异性的抗性。

【发明内容】

[0005] 本发明提供一种毛果杨基因及其氨基酸序列和应用。
[0006] 本发明毛果杨P地SFAa基因的核巧酸序列如序列表中SEQIDNO:1所示。
[0007] 本发明编码毛果杨Pt服FAa基因的氨基酸序列如序列表中SEQIDNO:2所示。
[0008] 本发明毛果杨P地SFAa基因的应用是指在提高植物在高化胁迫下抗逆能力上的 应用。
[0009] 本发明公开了毛果杨中的P地SFA4a转录因子的应用,本发明利用农杆菌介导法 在拟南芥中过表达该基因,获得的拟南芥转基因株系有效地提高了植物对高化胁迫下的 耐受性的特征。在高化胁迫下对P地SFAa转基因拟南芥株系和WT(野生型拟南芥株系)的 细胞的受损情况、生理指标进行了观察,发现在高Zn胁迫下转基因株系细胞受损程度明显 低于WT并且生理指标的结果也验证了P地SFA4a基因的过表达株系抗逆能力明显高于WT。 通过本发明首次发现服Fs特异性的提高植物在高化胁迫下的抗性,可培育出抗高化的转 P地SFA4a基因的新品种,对林木分子育种的新品种培育方面具有重要的理论及实际意义。
【附图说明】
[0010] 图1为毛果杨服FA4a基因PCR产物的胶回收电泳图谱,M为DL2000DNAMarker, 1~5为PCR产物;
[0011] 图2为实时巧光定量PCR分析在化Cl胁迫下毛果杨叶片中P地SFA4a基因的表达 数据图;其中a为胁迫化,b为胁迫比,C为胁迫化,d为胁迫IOh;
[0012] 图3为实时巧光定量PCR分析在ABA胁迫下毛果杨叶片中P地SFA4a基因的表达 数据图;a为胁迫化,b为胁迫化,C为胁迫地,d为胁迫化;
[0013] 图4为实时巧光定量PCR分析在阳G6000胁迫下毛果杨叶片中P地SFA4a基因的 表达数据图;a为胁迫化,b为胁迫比,C为胁迫化,d为胁迫IOh;
[0014] 图5为实时巧光定量PCR分析在化Cls胁迫下毛果杨根、茎、叶处的P地SFA4a基 因的表达数据图;a为胁迫化,b为胁迫比,C为胁迫化,d为胁迫IOh;
[0015] 图6为实时巧光定量PCR分析在化S〇4胁迫下毛果杨根、茎、叶处的P地SFA4a基 因的表达数据图;a为胁迫化,b为胁迫比,C为胁迫化,d为胁迫IOh;
[0016] 图7为实时巧光定量PCR分析在CdClz胁迫下毛果杨根、茎、叶处的P地SFA4a基 因的表达数据图;a为胁迫化,b为胁迫比,C为胁迫化,d为胁迫IOh;
[0017] 图8为实时巧光定量PCR分析在化S〇4胁迫下毛果杨根、茎、叶处的P地SFA4a基 因的表达数据图;a胁迫化,b为胁迫比,C为胁迫化,d为胁迫16h;
[0018] 图9为实时巧光定量PCR分析在AgN〇3胁迫下毛果杨根、茎、叶处的P地SFA4a基 因的表达数据图;a胁迫化,b为胁迫比,C为胁迫化,d为胁迫16h;
[0019] 图10为P地SFA4a过表达载体转入农杆菌中PCR电泳检测图,M为化2000DNA Marker, 1-4 为P地SFA4a基因;
[0020] 图11为P地SFA4a基因的亚细胞定位分析;
[0021] 图12为P地SFA4a转基因拟南芥在卡那霉素的1/2MS培养基筛选情况;
[002引图13为被卡那霉素筛选后的T。代P地SFA4a转基因拟南芥基因组水平上的PCR检 测,M为化2000DNAMarker,D为阳性对照,WT为阴性对照,1~22为转基因植株;
[0023] 图14提取P地SFA4a转基因拟南芥阳性植株的转录水平上的PCR检测,M为 DL2000DNAMarker,D为阳性对照,1~12为转基因植株;
[0024] 图15为野生型拟南芥植株根部巧光图;
[00巧]图16为P地SFA4a转基因拟南芥植株根部巧光图;
[0026] 图17为在化胁迫下WT和P地SFA4a转基因拟南芥的萌发率比较图;
[0027] 图18为WT和P地SFA4a转基因拟南芥种在1/2MS培养基中生长10天的根部情况 对比图;
[002引 图19为WT和P地SFA4a转基因拟南芥种在含化S04Immol/L的1/2MS培养基中 生长10天的根部情况图;
[0029] 图20为野生型拟南芥和转基因拟南芥种入±中3周后苗生长情况图;
[0030] 图21为对±培3周的苗进行Imol/L的化S〇4诱灌处理恢复10天后的苗生长情 况图;
[0031] 图22为用Imol/L的化S〇4溶液分别诱灌转基因和野生型拟南芥±培苗20h、40h 和6化后取其叶片进行的NBT染色图;
[0032] 图23为用Imol/L的化S〇4溶液分别诱灌转基因和野生型拟南芥±培苗20h、40h 和6化后取其叶片进行的DAB染色图;
[0033] 图24分别用取在培养基中培养6d的WT和转基因拟南芥苗,放入含0. 5mol/l、 Imol/L和1. 5mol/L的化S〇4培养基中培养1化后在苯胺蓝中染色图;
[0034] 图25为在化胁迫下WT和P地SFA4a转基因拟南芥植株MDA含量测定图;其中a 为WT,b为line2,C为胁迫line4,d为胁迫line5 ;
[0035] 图26为在化胁迫下WT和P地SFA4a转基因拟南芥植株SOD活性测定图;其中a 为WT,b为line2,C为胁迫line4,d为胁迫line5 ;
[0036] 图27为在化胁迫下WT和P地SFA4a转基因拟南芥植株POD活性测定图;其中a 为WT,b为line2,C为胁迫line4,d为胁迫line5 ;
[0037] 图28为在化胁迫下WT和P地SFA4a转基因拟南芥植株&化含量测定图;其中a 为WT,b为line2,C为胁迫line4,d为胁迫line5 ;
[003引 图29为在化胁迫下WT和P地SFA4a转基因拟南芥植株相对电导率测定图;其中 a为WT,b为line2,C为胁迫line4,d为胁迫line5。
【具体实施方式】
【具体实施方式】 [0039] 一:本实施方式毛果杨P地SFA4a基因的核巧酸序列如序列表中SEQ IDNO:1 所示。
[0040] 本实施方式公开了毛果杨中的P地SFA4a转录因子的编码基因和应用,本实施方 式利用农杆菌介导法在拟南芥中过表达该基因,获得的拟南芥转基因株系有效地提高了植 物对高化胁迫下的耐受性的特征。在高化胁迫下对P地SFAa转基因拟南芥株系和WT(野 生型拟南芥株系)的细胞的受损情况、生理指标进行了观察,发现在高化胁迫下转基因株 系细胞受损程度明显低于WT并且生理指标的结果也验证了P地SFA4a基因的过表达株系抗 逆能力明显高于WT。通过本发明首次发现服Fs特异性的提高植物在高化胁迫下的抗性, 可培育出抗高化的转P地SFA4a基因的新品种,对林木分子育种的新品种培育方面具有重 要的理论及实际意义。<
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