CN101050461B - 来源于拟南芥的与耐逆性相关的转录因子及其编码基因与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了与耐逆性相关的R2R3 MYB型转录因子及其编码基因与应用。其目的是提供一个来源于拟南芥的与耐逆性相关的R2R3 MYB型转录因子及其编码基因与其在培育耐脱落酸、高盐和干旱等耐逆性提高的植物中的应用。该转录因子是下述氨基酸残基序列之一:1)序列表中的SEQID NO:1;2)将序列表中SEQ ID NO:1的氨基酸残基序列经过一至十个氨基酸残基的取代、缺失或添加且具有调控植物耐逆性功能的蛋白质。本发明的蛋白及其编码基因对于植物耐逆机制的研究,以及提高植物的耐旱、耐盐等耐逆性及相关性状的改良具有重要的理论及实际意义,将在植物的耐逆基因工程改良中发挥重要作用,应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明涉及植物中与逆境胁迫相关的转录因子及其编码基因与应用,特别是涉及一个来源于拟南芥的与耐脱落酸、干旱和高盐等耐逆性相关的R2R3 MYB型转录因子及其编码基因与其在培育耐脱落酸、干旱和高盐等耐逆性提高的植物中的应用。
背景技术
目前,干旱是影响植物生长发育、降低作物产量的重要因素之一,而植物激素脱落酸(ABA)是一种胁迫信号,在植株的整个生长发育过程中均起着十分重要的调节作用。当植物受到干旱等的胁迫时,ABA能作为一种初始内源信号,使植物产生气孔关闭或使某些基因的表达发生改变等引起一系列适应性反应,从而有效减缓干旱胁迫条件下植株叶片相对含水量的下降,提高植株的抗旱性。
研究表明,许多控制干旱的基因同样被ABA诱导,而这些基因的启动子区域大多含有一个保守的ABA作用元(ABARE),但还有另外一些基因的启动子区域含有1-2个不被ABA作用的脱水反应元(DRE)。有趣的是,RD22基因启动子区域中的DRE同样也被ABA作用,但它并没有典型的ABRE一致序列,分析表明,该基因启动子中有一段同时含有MYC和MYB识别位点的DNA序列,共67bp,可能是ABA和脱水反应所诱导的区域。因此,在干旱胁迫条件下,植物体中存在着多种调节形式。截止目前,已经发现了多种ABA负调控因子(如AB11、AB12、ROP10、ERA1、CBL9和CIPK3等)和ABA正调控因子(如AB13、AB14和AB15等)。
MYB型转录因子是一个含有保守的MYB区域的蛋白家族。Jin等经研究发现,MYB结构域是一段序列特异性结合DNA区域,约由52个氨基酸残基构成,根据MYB区域的重复序列多少将该类型转录因子划分为三个亚家族,分别为MYB 1R(含有一个重复序列)、MYB 2R(含有两个重复序列)和R2R3 MYB(含有三个重复序列)型转录因子(Jin,H.and Martin,C.Multifunctionality and diversity within the plantMYB-gene familv.Plant Mol Biol.1999,41:577-585)。其中,拟南芥中约有125个R2R3 MYB型基因,是植物中最大的MYB型基因家族,该型基因对植物的二次代谢和细胞凋亡具有重要作用,然而目前只有极少数R2R3 MYB型基因被发现。Paz-Ares等在一种高杆谷类禾草(zea mays)中发现了一个籽粒糊粉层中花青素(Anthocyanins)合成的必需基因C1,是已报道最早的R2R3MYB型基因(Paz-Ares J,Ghosal D,WienandU et al.The regulatory Cl lOCUS of Zea mays encodes a protein with homologyto myb oncogene products and with structural similarities to transcriptionalactivators.EMBO J,1987,6:3553-3558)。此后,在不同植物中又相继有多种该类型的基因被发现,如AtMYB0/GL1、AtMYB66/wER、AtMYB75/PAP1、AtMYB90/PAP2、AtMYB33、AtMYB60、AtMYB61、AtMYB65和AtMYB101等。
发明内容
本发明的目的是提供一个来源于拟南芥的与耐逆性相关的R2R3 MYB型转录因子。
本发明所提供的与耐逆性相关的R2R3 MYB型转录因子,来源于拟南芥属拟南芥(Arabidopsis thaffana),名称为DRM,是下述氨基酸残基序列之一:
1)序列表中的SEQ ID NO:1;
2)将序列表中SEQ ID NO:1的氨基酸残基序列经过一至十个氨基酸残基的取代、缺失或添加且具有调控植物耐逆性功能的蛋白质。
序列表中的SEQ ID NO:1由285个氨基酸残基组成,其中,白氨基端第3-116位氨基酸残基为保守的MYB序列,是编码基因DRM的功能保守域。
所述取代、缺失或添加的氨基酸残基的具体数目取决于DRM的三维结构中氨基酸残基的位置或氨基酸的种类;所述“取代”是指分别用不同的氨基酸残基取代一个或多个氨基酸残基;所述“缺失”是指氨基酸序列的改变,其中分别缺少一个或多个氨基酸残基;所述“添加”是指氨基酸序列的改变,相对天然分子而言,所述改变导致添加一个或多个氨基酸残基。
编码本发明来源于拟南芥的与耐逆性相关的R2R3MYB型转录因子的基因(DRM),是下述核苷酸序列之一:
1)序列表中SEQ ID NO:2的DNA序列;
2)编码序列表中SEQ ID NO:1的DNA序列;
3)与序列表中SEQ ID NO:2限定的DNA序列具有90%以上同源性且具有调控植物耐逆性功能的核苷酸序列;
4)在高严谨条件下可与序列表中SEQ ID NO:2限定的DNA序列杂交的核苷酸序列。
所述高严谨条件为在0.1×SSPE(或0.1×SSC)、0.1%SDS的溶液中,65℃条件下杂交并洗膜。
序列表中的SEQ ID NO:2由858个碱基组成,其开放阅读框架为自5’端第1-858位碱基,编码具有序列表中SEQ ID NO:1的氨基酸残基序列的蛋白质。
所述编码拟南芥与耐逆性相关的R2R3MYB型转录因子的基因DRM的启动子(pDRM),是下述核苷酸序列之一:
1)序列表中SEQ ID NO:3的DNA序列;
2)与序列表中SEQ ID NO:3限定的DNA序列具有90%以上同源性且具有启动所述编码拟南芥与耐逆性相关的R2R3MYB型转录因子的基因转录功能的核苷酸序列;
3)在高严谨条件下可与序列表中SEQ ID NO:3限定的DNA序列杂交的核苷酸序列。
所述高严谨条件为在0.1×SSPE(或0.1×SSC)、0.1%SDS的溶液中,65℃条件下杂交并洗膜。
序列表中的SEO ID NO:3由1608个碱基组成。
含有本发明基因和/或启动子的表达载体、转基因细胞系及宿主菌均属于本发明的保护范围。
扩增本发明基因和/或启动子中任一片段的引物对也在本发明的保护范围之内。
本发明的另一个目的是提供一种提高植物耐逆性的方法。
本发明所提供的提高植物耐逆性的方法,是将编码所述拟南芥与耐逆性相关的R2R3MYB型转录因子的基因DRM与所述基因具有90%以上同源性且编码相同蛋白的DNA序列导入植物组织、细胞或器官,植物耐逆性获得提高。
在上述提高植物耐逆性的方法中,编码本发明拟南芥与耐逆性相关的R2R3MYB型转录因子的基因刀肋既可为所述基因的eDNA序列,也可为所述基因的基因组基因序列;与所述基因具有90%以上同源性且编码相同蛋白的DNA序列,是将所述基因的eDNA或基因组基因序列用已知的方法进行分离和/或修饰和/或设计得到的。本领域的技术人员应该理解的是,特定基因序列中核苷酸同一性的微小改变可能会导致该基因效能的降低或者加强,而且在一些应用(例如,反义或共抑制技术)中,部分序列经常会和全长序列同样有效地发挥作用。基因序列变化或缩短的方法,以及测试这些发生变化的基因的有效性的方法均是本领域技术人员熟知的。
编码本发明拟南芥与耐逆性相关的R2R3MYB型转录因子的基因DRM或其同源序列可通过含有DRM或其同源序列的植物表达载体导入植物组织、细胞或器官;用于构建所述植物表达载体的出发载体可为任意一种可用于根瘤农杆菌或发根农杆菌转化植物的双元载体或可用于植物微弹轰击的载体等,如pBin系列载体(如pBinPlus、pBin19等)、pBI系列载体(如pBI 101等)、pCAMBIA系列载体(如pCAMBIA 3301等)、per8、pX6或其它衍生植物表达载体,所述出发载体还可为可在原核生物中复制的载体,如pUC系列载体或pBluescript系列载体等。
使用编码本发明拟南芥与耐逆性相关的R2R3MYB型转录因子的基因夕肋或其同源序列构建植物表达载体时,在其转录起始核苷酸前可加上任何一种增强型、组成型、组织特异型或诱导型(ABA、干旱、盐碱或化学诱导等)启动子;所述组成性表达启动子可为花椰菜花叶病毒(CAMV)35S启动子,玉米Ubiquitin启动子或水稻actin1启动子等;所述组织特异性表达启动子可为根特异性表达启动子、叶片特异性表达启动子、维管特异性表达启动子、种子特异性表达启动子、花特异性表达启动子或花粉特异性表达启动子,如2S1启动子(GenBank号:NM_118848.2,GI:30687489)和Napina(GenBank号:M64633.1,GI:349405)启动子等;所述诱导型启动子可为受低温、干旱、ABA、乙烯、盐碱或化学等诱导的启动子;上述启动子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植物表达载体时,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,可对所用植物表达载体进行加工,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(GUS基因、GFP基因、萤光素酶基因等)、具有抗性的抗生素标记物(新霉素磷酸转移酶(NPTII)基因、潮霉素磷酸转移酶(Hygromycin phosphotransferase)基因、庆大霉素标记物或卡那霉素标记物等)或是抗化学试剂标记基因(如抗除莠剂基因)等。所述含新霉素磷酸转移酶(NPTI I)基因的宿主植物细胞、组织或器官可由卡那霉素或其替代衍生物如G418等进行筛选,含潮霉素磷酸转移酶(Hygromycinphosphotransferase)基因的宿主植物细胞、组织或器官可由潮霉素进行筛选。从转基因植物的安全性考虑,可不加任何选择性标记基因,直接以逆境筛选转化植株。经上述方法进行筛选后还可采用Southern、PER或点杂交等分子检测手段对转基因植株进行检测,以确定其是否转化有目的基因。
其中,以pBinPlus为出发载体,构建的含有编码本发明拟南芥与耐逆性相关的R2R3MYB型转录因子的基因夕册的植物表达载体为pBinPlus-DRM。
携带有编码本发明拟南芥与耐逆性相关的R2R3MYB型转录因子的基因此臧其同源序列的植物表达载体可通过使用原生质体-化学介导法(Ca2+、PEG)、Ti质粒、Ri质粒、植物病毒载体、直接DNA转化、花粉管导入、微注射、电激、基因枪、农杆菌介导等常规生物学方法中的任何一种或几种方法的组合转化植物细胞、组织或器官,并将转化的植物细胞、组织或器官培育成植株;所述组织和器官可包括宿主植物的果荚、愈伤组织、茎尖、叶片和种子等。
此外,通过将转化有编码本发明拟南芥与耐逆性相关的R2R3MYB型转录因子的基因DPd/或与所述基因具有90%以上同源性且编码相同蛋白的DNA序列的转基因植株进行继代培养后,可从中进一步筛选出基因纯合的转基因植株。此外,还可对该转基因植株进行扩繁,可使转基因植物的耐旱性进一步改善和提高。所述转基因植物的扩繁包括无性繁殖和/或种子繁殖。
本发明的方法对双子叶植物和单子叶植物同样适用,因此,所述被转化的植物细胞、组织或器官既可来源于黄瓜、番茄、杨树、苜宿、烟草、油菜、棉花、大豆、桉树、马铃薯或牧草等双子叶植物,也可来源于水稻、玉米、小麦、大麦、高梁、谷子或草坪草等单子叶植物。
本发明提供了一个来源于拟南芥的与耐逆性相关的R2R3MYB型转录因子DRM及其编码基因。实验证明,将本发明的基因转化拟南芥可显著提高拟南芥对干旱和高盐胁迫的耐受性,以及对ABA的敏感性,且对转基因植株的正常生长和经济性状没有明显的影响。本发明的蛋白及其编码基因对于植物耐逆机制的研究,以及提高植物的耐旱、耐盐等耐逆性及相关性状的改良具有重要的理论及实际意义,将在植物的耐逆基因工程改良中发挥重要作用,应用前景广阔。
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1为经干旱、NaCl和ABA胁迫处理的拟南芥的根系中DRM表达情况的RT-PCR检测结果
图2为pDRM:GUS转基因株系不同组织的化学染色结果
图3为DRM植物表达载体pBinPlus-DRM的部分结构示意图
图4为DRM过表达转基因植株的早期苗对ABA敏感度检测结果
图5为DRM过表达转基因植株后期主根的生长对ABA敏感度检测结果
图6为DRM过表达转基因植株的耐旱性检测结果
图7为DRM过表达转基因植株的耐盐性检测结果
具体实施方式
下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法,具体步骤可参见:《Molecular Cloning:A Laboratory Manua1》(Sambrook,J.,Russell,David W.,Molecular Clonlng:A Laboratory Manua1,3rd edition,2001,NY,Cold SpringHarbor)。所用引物合成及测序工作分别由北京奥科和北京诺塞基因组研究中心有限公司完成。
实施例1、拟南芥的与耐逆性相关的R2R3 MYB型转录因子编码基因办栅的筛选及其cDNA的获得
将拟南芥生态型Columbia(Col-0)的种子在4℃下春化3-5d后,在超净台上用70%酒精处理2-3min,然后用无菌水洗1次(1-2min),再将种子用15%次氯酸钠处理15min,并用无菌水洗5-6次,每次充分振荡混匀,最后将种子悬浮在0.1%的琼脂中,并均匀地播撒在含MS培养基的培养皿中,用封口膜将培养皿封好,置于23℃下,在24h连续光照的培养间生长。
待经上述拟南芥材料生长两周后,取幼苗,加液氮研磨后,用RNA提取试剂盒(QIAGEN)并按试剂盒说明书提取叶片的总RNA。取5pg叶片总RNA,用Promega公司的反转录试剂盒并按试剂盒说明书反转录其eDNA,再以该cDNA为模板,在引物P1(上游引物)5’-ATGGGAAGAGCTCCATGCTGTG-3’和P2(下游引物)5-CTAGAGCCCGGCTAAGAGATC-3’的引导下PCR扩增与耐逆性相关的R2R3 MYB型转录因子编码基因(命名为DRM)。其中,50μl反应体系为:10×PCR缓冲液5μl,上、下游引物(20M)各1μl,dNTPs(2.5mM each)2μl,ExTaq酶0.25μl,模板cDNA2μl,并加重蒸水38.75μl使总体积达50μl。反应条件为:先94℃变性3min;然后94℃1min,52℃1min,72℃1min,共35个循环;最后72℃延伸10min。反应结束后,对PCR扩增产物进行1.0%琼脂糖凝胶电泳检测,经扩增获得了858bp的DNA片段,与预期结果相符,回收并纯化该目的片段后将其与载体pGEM-T easy相连,将连接产物转化大肠杆菌DH5 α感受态细胞,筛选阳性克隆,提质粒,得到携带目的片段的重组载体,命名为pGEM-T-DFM,对其进行测序,测序结果表明该基因具有序列表中SEQ ID NO:2的核苷酸序列,由858个碱基组成,编码序列表中SEQ ID NO:1的氨基酸残基序列,将该基因的编码蛋白命名为DRM。
实施例2、拟南芥的与耐逆性相关的R2R3MYB型转录因子编码基因DRM在非生物胁迫下的表达特征
一、检测拟南芥的与耐逆性相关的R2R3MYB型转录因子编码基因DRM在非生物胁迫下的表达特征
对拟南芥生态型Columbia分别进行干旱、NaCl、ABA处理,以分析实施例1获得的拟南芥DRM在非生物胁迫下的表达情况,具体方法为:将拟南芥Columbia的种子种在盆中,生长2星期后,对幼苗分别进行下述胁迫处理:
干旱处理:将拟南芥幼苗从土中取出吸干根上的水分,置于干燥的滤纸上,分别在光照条件下干旱培养0小时(对照)、1小时、3小时、6小时和12小时后取样。
盐处理:将拟南芥幼苗的根系置于150mM NaCl溶液中,分别在光照条件下培养0小时(对照)、1小时、3小时、6小时和12小时后取样。
ABA处理:将拟南芥幼苗的根系置于20μM ABA中,分别在光照条件下培养0小时(对照)、1小时、3小时、6小时和12小时后取样。
将收集的经不同胁迫处理的根系样品在液氮中速冻,用Trizol试剂提取总RNA,用RT-PCR法分析夕励基因的表达水平,所用引物为P1和P2。反应结束后,对PCR扩增产物进行1.0%琼脂糖凝胶电泳检测,检测结果如图1所示,在ABA,NaCl和干旱胁迫下,龇啪转录水平明显升高;其中,经ABA,NaCl胁迫处理1小时,刀肋表达量即显著增高,经胁迫处理后6小时后,DRM表达量达到最高,之后有所下降;在干旱胁迫下,在3小时此婊达量达到最高,之后有所下降。上述实验结果表明,本发明基因勰啪表达受干旱、NaCl和ABA等逆境胁迫诱导。
二、检测拟南芥的与耐逆性相关的R2R3MYB型转录因子编码基因DRM在不同组织中的表达水平
1、DRM启动子的扩增
根据拟南芥的基因组序列,设计扩增DRM基因启动子的特异引物F2(上游引物):5’-GTCGGTACCTGTTGACCAGAAACTTTGAAC-3’(带下划线碱基为限制性内切酶Kpn I识别位点)和R2(下游引物):5’-CTGAAGCTTCTC TTTGATTTGTGATTGCTG-3’(带下划线碱基为限制性内切酶Hind III识别位点),然后提取Columbia生态型拟南芥的基因组DNA并以此为模板,在引物F2和R2的引导下,PCR扩增DRM基因的启动子片段并在序列的两端分别添加限制性内切酶KpnI和/lindIII识别位点,PCR扩增体系为:DNA 2μl(约10ng),10×ExTaq缓冲液2.5咀,dNTPs(2.5mM)2.0μl,引物F2(10μM)0.5μl,弓1物R2(10μM)0.5μl,ExTaq(5u/μl,购自TaKaRa公司)0.2μl,H2O 17.3μl。PCR扩增程序为:先94℃预变性5min;然后94℃1min,50℃1min,72℃1.5min,共35个循环;最后72℃延伸5min。反应结束后,对PCR扩增产物进行1.0%琼脂糖凝胶电泳检测,结果经PCR扩增得到大小约1.6kb的DNA片段,与预期结果相符,回收并纯化该目的片段,将其连接到pMD18-T(购自TaKaRa公司)载体中,得到携带DRM基因启动子的重组载体,对其进行测序,测序结果表明获得了序列正确的劫册基因启动子片段,具有序列表中SEQID NO:3的核苷酸序列,由1608个碱基组成,将该启动子命名为pDRM。
2、含有pDRM和GUS基因的载体pDRM:GUS的构建
用限制性内切酶KpnI和/HindIII双酶切步骤一获得的携带DPdf基因启动子的重组载体,回收并纯化1.6kb的启动子片段,再将其与经同样双酶切的载体pJIT166m(http://WWW.pgreen.ac.uk)连接,将连接产物转化大肠杆菌DH10B感受态细胞,筛选阳性克隆,提质粒,经菌落PCR鉴定,得到插入序列及位置均正确的携带删基因启动子的重组载体,将其命名为pDPRM:GUS。
3、pDRM:GUS转基因植株纯合系的获得
将pDRM:GUS转化根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)菌株GV3101,用扩增启动子的引物F2和R2进行菌落PCR鉴定,经扩增得到大小为1.6kb DNA片段的为阳性克隆,对阳性克隆进行大量培养,通过蘸花浸染法转化拟南芥,当代收获的为T0代转基因种子。将T0代转基因种子在撒播于含有50gg/mL卡那霉素的1/2MS(Murashige Skoog)固体培养基(同时含有50Dg/mL羧苄青霉素,以防止农杆菌污染)上,得到T1代转基因阳性植株,成熟后得到T1代种子。再将T1代种子播种在含有50μg/ml卡那霉素的1/2MS固体培养基上,转基因阳性植株成熟后得到T2代种子。最后,将T2代种子播种在含有50gg/mL卡那霉素的MS培养基上,全部为绿苗的株系为pDRM:GUS转基因纯合系,其所获得的种子为T3代。
4、拟南芥的与耐逆性相关的R2R3MYB型转录因子编码基因DRM在不同组织中的表达水平的组织化学染色结果
利用步骤3获得的DRM的启动子与报告基因似釉合的转基因纯合植株来检测DRM在不同组织中的表达情况,对萌发后不同生长时期(0-50天)的T2代幼苗和不同组织(叶、根、花、荚)进行化学染色如图2(a:萌发后2天的幼苗中表达情况,b:萌发后5天的幼苗中表达情况,c:萌发后10天的幼苗中表达情况,d:7周后花中的表达情况,e:气孔的保卫细胞中表达情况)所示,其中,在萌发2天的幼苗中DRM有很强的表达,在4天和7天的幼苗中的叶片和根的维管束组织以及叶片中气孔的保卫细胞中刀肋的表达水平也很强,此外,在花的萼片、花瓣、花丝和柱头中DRM表达也很强,在荚中也有表达。
实施例3、DRM编码蛋白的功能鉴定
用下述转基因试验检测过表达DRM对植物的影响,具体过程包括以下步骤:
一、利用35S强启动子构建DRM基因过表达载体
用限制性内切酶BamH I和Sma I对步骤一获得的携带有DRM基因的重组载体pGEM-T-DRM进行双酶切,回收并纯化858bp的DRM基因片段,将其与经同样酶双酶切的载体pJIT163(http://www.pgreen.ac.uk)连接,得到含有PPd1和GFP编码区的重组载体,然后用限制性内切酶Kpn I和Xho I对该重组载体进行双酶切,再将其与经相同酶双酶切的植物表达载体pBinPlus(Van Engelen,F.A.,Molthoff,J.w.,Conner,A.J.,Nap,J.P.,Pereira,A.and Stiekema,W.J.1995.pBINPLUS:an impr0Vedplant transformat ion vector based on pBIN19.Transgenic Res.4,288-290)连接,将连接产物转化大肠杆菌DH5α感受态细胞,筛选阳性克隆,提质粒,经Kpn I和Xho I双酶切鉴定和菌落PCR鉴定,得到含有DRM和GFP编码序列的植物表达载体,将其命名为pBinPlus-DRM,其部分结构示意图见图3。
二、DRM转基因植株纯合系的获得
将pBinPlus-D喊/转化根癌农杆菌(Agrobac terium tumefacfens)菌株GV310l,用扩增DRM的引物P1和P2进行菌落PCR鉴定,经扩增得到大小为858bp DNA片段的为阳性克隆,对阳性克隆进行大量培养,通过蘸花浸染法转化拟南芥,经3代筛选获得2个DRM基因过表达转基因纯合系(OE-1、OE-2)。
三、劫册编码蛋白的功能分析
对步骤二筛选出两个DRM表达量较高的株系OE-1和OE-2进行功能分析,具体方法如下:
l、办册过表达转基因植株的早期苗对ABA敏感度检测
将野生型拟南芥和步骤二获得的DRM过表达株系(OE-1和OE-2)分别播在不含ABA的MS培养基和含有1μM ABA的MS培养基上,8天后观察早期苗生长情况,结果如图4所示(wT:野生型植株;OE-1:过表达DRM基因株系;OE-2:过表达DRM基因株系),在含1μM ABA的MS培养基上,与野生型植株相比,DRM过表达株系的生长明显受到更多地抑制,而在不含ABA的MS培养基上,DRM过表达株系和野生型植株地生长情况无明显差别。该实验结果表明掷y过表达转基因植株相对野生型植株在早期苗生长上对ABA更加敏感。
2、DRM过表达转基因植株后期主根的生长对ABA敏感度检测
将野生型拟南芥和步骤二获得的DRM过表达株系(OE-1和OE-2)先播在不含ABA的MS培养基上生长4天,然后移到含有10μM ABA的MS培养基上,3天后观察主根的延伸情况,结果如图5所示(wT:野生型植株;OE:过表达DRM基因株系),DRM过表达株系主根的延伸速度明显比野生型植株慢。该实验结果表明拟南芥中DRM表达量的升高增加了ABA对后期主根伸长抑制的敏感性。
3、DRM过表达转基因植株的耐旱性检测
对步骤二获得的DRM过表达株系(OE-1和OE-2)和野生型植株进行干旱处理,方法为:将在蛭石中生长6周的历掰过表达株系(OE-1和OE-2)苗和野生型植株苗持续16天不浇水,观察植株生长情况,结果如图6中的图A所示(wT:野生型植株;OE-1:过表达DRM基因株系;OE-2:过表达DRM基因株系),大部分野生型植株的叶片都已经变黄、变干,而两个DRM过表达株系仍保持较好的生长状态。同时也对生长4周的切甜过表达株系(OE-1和OE-2)苗和野生型苗进行了失水复水实验,在DRM过表达株系苗和野生型苗的干旱程度达到差不多一致时复水,一周后,对植株进行观察,结果如图6中的图B所示(WT:野生型植株;OE-1:过表达DRM基因株系;OE-2:过表达DRM基因株系),可以看到DRM过表达株系恢复的比野生型植株快。上述实验结果表明DRM过表达提高了拟南芥的抗旱性。
4、DRM过表达转基因植株的耐盐性检测
将在MS培养基上生长4天的DRM过表达株系(OE-1和OE-2)和野生型植株的苗移到含有200mM NaCl的MS培养基上,3天后对植株生长情况进行观察,结果如图7所示(wT:野生型植株;OE:过表达DRM基因株系),大部分DRM过表达株系的叶片仍保持为绿色,而野生型植株的叶片都已经变白。该实验结果表明,与野生型相比,DRM过表达株系的耐盐性得到显著提高。
序列表
<160>3
<210>1
<211>285
<212>PRT
<213>拟南芥属拟南芥(Arabidopsis thaliana)
<400>1
<210>2
<211>858
<212>DNA
<213>拟南芥属拟南芥(Arabidopsis thaliana)
<400>2
<210>3
<211>1608
<212>DNA
<213>拟南芥属拟南芥(Arabidopsis thaliana)
<400>3
Claims (3)
1.一种提高植物耐旱性的方法,是将编码拟南芥与耐逆性相关的R2R3 MYB型转录因子的基因导入植物组织、细胞或器官,植物耐旱性获得提高;所述拟南芥与耐逆性相关的R2R3 MYB型转录因子的编码基因,其碱基序列如SEQ ID NO:2所示。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述编码拟南芥与耐逆性相关的R2R3MYB型转录因子的基因通过含有该基因的植物表达载体导入植物组织、细胞或器官;用于构建所述植物表达载体的出发载体为pBin系列载体、pBI系列载体、pCAMBIA系列载体、per8、pX6、pUC系列载体或pBluescript系列载体。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于:所述植物包括单子叶植物和双子叶植物。
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