一种转录因子在调控植株抗旱性中的应用的制作方法

本发明属于植物基因工程，具体涉及一种转录因子在调控植株抗旱性中的应用。

背景技术：

1、在植物生长过程中，水分匮缺会导致植物旱害，光合效率被抑制，生长受限，aba大量合成，酶活氧化，植物体内水分重新分配，导致细胞膜损伤甚至死亡。

2、抗旱性强的植株可提高水分利用效率、提高植物抗旱性，培育优良植物品种、筛选抗旱基因可促进节水农业发展。抗旱植物应具有的特征如下：发达的根系，在干旱时保证充足的水分供应；气孔张开，干旱的时候气孔快速关闭，降低蒸腾、减少水分散失；原生质体中有较多的保护性物质，如脯氨酸、活性氧清除系统；渗透性调节能力强，具有较好的保水和吸水能力。

3、提高植物抗旱性的方式包括：抗旱锻炼；抗旱品种的选育；合理使用矿质肥料，磷、钾，适当控制氮肥，可以提高植物的抗旱性；喷施矮壮素、aba。可见，现有技术提高植物抗旱性通常需要大量的人工、药剂、材料等成本，技术实施难度较大。

4、随着植物学的不断发展和种植业的不断进步，植物抗旱栽培措施正在取得突破性进展。通过运用基因工程和转基因技术，调控植物自身抗旱能力是本领域的发展趋势。

5、前人对在干旱胁迫下植物分子水平调控基因的表达的响应机制进行了广泛研究。干旱诱导表达的基因分为功能基因和调控基因，功能基因编码的蛋白质直接进行抵御干旱胁迫，如渗透调节分子合成酶、水通道蛋白等，诱导基因编码蛋白质参与植物信号转导，调控基因表达。与干旱胁迫基因表达调控有关的转录因子包括bzip、myb、myc、erebp/apz、nac、dre binding（dreb1）和cbf等，这些基因能被水分胁迫强烈诱导，进一步调控各种功能基因的表达，调控气孔发育与运动、蒸腾和光合作用、根系发育等，提高植物的抗旱能力。

6、scl13转录因子属于gras家族，gras家族成员在植物生长发育和低温胁迫中研究较多，在苹果干旱胁迫中功能研究还未见报道。

技术实现思路

1、本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种转录因子在调控植株抗旱性中的应用。当该转录因子过表达时，可增强植株尤其是苹果的抗旱能力。

2、具体技术方案如下：

3、本发明公开了一种转录因子在调控植株抗旱性中的应用，所述的转录因子为转录因子mdscl13，编码转录因子mdscl13的核苷酸序列如seq.id.no.1所示；转录因子mdscl13的氨基酸序列如seq.id.no.2所示。

4、scl13转录因子属于gras家族，gras家族成员在植物生长发育和低温胁迫中研究较多，在苹果干旱胁迫中功能研究还未见报道。

5、其中，所述的植株是指果树，所述的果树优选为苹果，尤其是皇家嘎啦苹果。

6、进一步，当转录因子mdscl13过表达时，增强植株的抗旱性。

7、本发明通过转基因手段，发现苹果中一个重要的转录因子mdscl13，过表达mdscl13之后，显著增加了苹果的抗旱性，果树蒸腾速率下降，对于果树生产意义重大，代替人工抗旱锻炼，有利于节省果园管理的成本。

8、再进一步，当转录因子mdscl13过表达时，降低干旱胁迫下植株的萎蔫程度。

9、再进一步，当转录因子mdscl13过表达时，降低干旱胁迫下植株的细胞膜损伤程度。

10、再进一步，当转录因子mdscl13过表达时，降低干旱胁迫下植株的叶片失水速率。

11、具体地，本发明在野生型材料中构建转基因材料，将重组的mdscl13过表达载体或者mdscl13 沉默（rnai）载体转入农杆菌中，侵染野生型材料，通过分化与再分化，抗性筛选等阶段，获得转基因材料，随后对抗性芽的dna水平和mrna水平检测，获得沉默mdscl13的转基因株系（mdscl13 rnai）和过表达mdscl13的转基因株系（mdscl13 oe）。

12、对沉默mdscl13的转基因株系、过表达mdscl13的转基因株系以及野生型进行干旱胁迫实验。

13、三个月苗龄的植株受到干旱胁迫，直到相对土壤含水量（rswc）降低到0%，本发明转录因子过表达株系比野生型植物萎蔫程度低，而沉默株系比野生型植物萎蔫程度高。正常浇水恢复7 d后统计表型，野生型植物存活率为60%左右，mdscl13 rnai存活率为40%左右，mdscl13 oe植物的存活率80%以上。

14、在短期干旱第12天，rswc为15%时，通过叶片电解质渗漏测定mdscl13 rnai植物离子渗透比野生型多，细胞膜损伤程度严重，本发明转录因子mdscl13具有增强苹果的抗旱性作用。

15、将3个月龄的本发明转录因子mdscl13转基因植株的失水一定时间，mdscl13 rnai植物失水量多于野生型，说明沉默本发明转录因子mdscl13抗旱性减弱，因此证明本发明转录因子mdscl13具有增强苹果的抗旱性作用。

16、进一步，当构建转基因材料时，构建转录因子mdscl13的表达载体，所述的表达载体优选为pk2gw7过表达载体和pk7gwiwg2d沉默载体。

17、本发明的有益效果如下：

18、本发明通过转基因手段，发现苹果中一个重要的转录因子mdscl13，过表达mdscl13之后，显著增加了苹果的抗旱性，果树蒸腾速率下降，提高水分利用率，从而促进果园节水，有利于节省果园管理的成本；可代替人工抗旱锻炼，对于果树生产意义重大。本发明通过对mdscl13转基因株系的抗旱性的功能进行研究，对实际生产和新品种培育起到重要作用。

技术特征：

1.一种转录因子在调控植株抗旱性中的应用，其特征在于，所述的转录因子为转录因子mdscl13，编码转录因子mdscl13的核苷酸序列如seq.id.no.1所示。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，转录因子mdscl13的氨基酸序列如seq.id.no.2所示。

3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，当转录因子mdscl13过表达时，增强植株的抗旱性。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，当转录因子mdscl13过表达时，降低干旱胁迫下植株的萎蔫程度。

5.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，当转录因子mdscl13过表达时，降低干旱胁迫下植株的细胞膜损伤程度。

6.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，当转录因子mdscl13过表达时，降低干旱胁迫下植株的叶片失水速率。

7.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述的植株为果树。

8.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述的植株为苹果。

9.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述的植株为皇家嘎啦苹果。

10.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，构建转录因子mdscl13的表达载体，所述的表达载体为pk2gw7过表达载体和pk7gwiwg2d沉默载体。

技术总结
本发明公开了一种转录因子在调控植株抗旱性中的应用，所述的转录因子为转录因子MdSCL13，编码转录因子MdSCL13的核苷酸序列如SEQ.ID.NO.1所示；转录因子MdSCL13的氨基酸序列如SEQ.ID.NO.2所示。本发明通过转基因手段，发现苹果中一个重要的转录因子MdSCL13，过表达MdSCL13之后，显著增加了苹果的抗旱性，果树蒸腾速率下降，提高水分利用率，从而促进果园节水，有利于节省果园管理的成本；可代替人工抗旱锻炼，对于果树生产意义重大。

技术研发人员：崔勇,刘小芳
受保护的技术使用者：宁夏回族自治区农业技术推广总站
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15