CN108892714A - 植物耐盐相关蛋白GmLURP17及其编码基因的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了植物耐盐相关蛋白GmLURP17及其编码基因的应用。本发明提供了如下1)‑3)中任一种物质在调控植物耐盐性中的应用:1)蛋白GmLURP17;2)编码蛋白GmLURP17的DNA分子;3)含有编码蛋白GmLURP17的DNA分子的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌;实验证明,将含有编码所述蛋白的序列表序列2所示DNA分子的重组表达载体pU1301‑GmLURP17转化拟南芥得到的T3代纯合转基因植株,其耐盐能力均明显高于相同条件下的对照拟南芥植株。本发明在提高植物耐盐作用及耐盐分子育种研究中具有重要意义。

Description

植物耐盐相关蛋白GmLURP17及其编码基因的应用
技术领域
本发明属于生物技术领域,尤其涉及植物耐盐相关蛋白GmLURP17及其编码基因的应用。
背景技术
大豆是我国重要的粮食作物和油料作物,国内大豆年产总量低,不能满足人们日益增长的需求,需要依靠进口来满足,大豆已成为我国供需矛盾最为突出的农产品之一。因此,扩大国内大豆的种植面积,提高大豆产量是当务之急。我国是土壤盐渍化分布较为广泛的国家,东北地区是我国的大豆主产区之一,也是土壤盐渍化最严重的地区之一,盐碱地约384万hm2(姚荣江等,2006)。土壤盐渍化已成为限制大豆生产的主要逆境胁迫之一。大豆属盐敏感作物,盐胁迫严重影响大豆的产量和品质。因此培育耐盐大豆新品种对降低盐渍土壤对大豆生产的影响,扩大大豆适种区域,稳定我国大豆生产,具有重要意义。
植物的耐盐性状是受多基因控制的数量性状,随着对大豆耐盐机制的深入研究,很多植物的耐盐相关基因相继被发现。借助于转基因手段培育耐盐种质是一种有效的途径。
发明内容
本发明的一个目的是提供如下1)-3)中任一种物质的应用。
本发明提供了如下1)-3)中任一种物质在调控植物耐盐性中的应用:
1)蛋白GmLURP17;
2)编码蛋白GmLURP17的DNA分子;
3)含有编码蛋白GmLURP17的DNA分子的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌;
所述蛋白GmLURP17为如下(1)或(2):
(1)由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质;
(2)将序列表中序列1所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的由(1)衍生的蛋白质。
为了使上述(a)中的蛋白便于纯化,可在由序列表序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质氨基末端或羧基末端连接上如表1所示的标签。
表1标签的序列
上述(b)中的蛋白可人工合成,也可先合成其编码基因,再进行生物表达得到。上述(b)中的蛋白的编码基因可通过将序列表序列2所示的DNA序列中缺失一个或几个氨基酸残基的密码子,和/或进行一个或几个碱基对的错义突变,和/或在其5′端和/或3′端连上表1所示的标签的编码序列得到。
上述应用中,所述DNA分子是如下1)-3)中任一种的DNA分子:
1)编码区为序列表中序列2所示的DNA分子;
2)在严格条件下与1)限定的DNA序列杂交且编码具有相同功能蛋白质的DNA分子;
3)与1)限定的DNA序列至少具有70%、至少具有75%、至少具有80%、至少具有85%、至少具有90%、至少具有95%、至少具有96%、至少具有97%、至少具有98%或至少具有99%同源性且编码具有相同功能蛋白质的DNA分子。
所述严格条件可为如下:50℃,在7%十二烷基硫酸钠(SDS)、0.5M Na3PO4和1mMEDTA的混合溶液中杂交,在50℃,2×SSC,0.1%SDS中漂洗;还可为:50℃,在7%SDS、0.5MNa3PO4和1mM EDTA的混合溶液中杂交,在50℃,1×SSC,0.1%SDS中漂洗;还可为:50℃,在7%SDS、0.5M Na3PO4和1mM EDTA的混合溶液中杂交,在50℃,0.5×SSC,0.1%SDS中漂洗;还可为:50℃,在7%SDS、0.5M Na3PO4和1mM EDTA的混合溶液中杂交,在50℃,0.1×SSC,0.1%SDS中漂洗;还可为:50℃,在7%SDS、0.5M Na3PO4和1mM EDTA的混合溶液中杂交,在65℃,0.1×SSC,0.1%SDS中漂洗;也可为:在6×SSC,0.5%SDS的溶液中,在65℃下杂交,然后用2×SSC,0.1%SDS和1×SSC,0.1%SDS各洗膜一次。
上述应用中,所述调控植物耐盐性为提高植物耐盐性。
上述应用中,所述植物为双子叶植物或单子叶植物;
或所述植物为双子叶植物,所述双子叶植物具体为十字花科植物;所述十字花科植物具体为拟南芥。
上述物质在培育耐盐性植物中的应用也是本发明保护的范围;
或,上述物质在培育高耐盐性植物中的应用也是本发明保护的范围。
上述应用中,所述植物为双子叶植物或单子叶植物;
或所述植物为双子叶植物,所述双子叶植物具体为十字花科植物;所述十字花科植物具体为拟南芥。
本发明另一个目的是提供一种培育高耐盐性转基因植物的方法。
本发明提供的方法,包括如下步骤:提高目的植物中编码蛋白GmLURP17的DNA分子的表达量和/或活性,得到转基因植物,所述转基因植物的耐盐性高于所述目的植物;
所述蛋白GmLURP17为如下(1)或(2):
(1)由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质;
(2)将序列表中序列1所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的由(1)衍生的蛋白质。
上述所述转基因植物的耐盐性高于所述目的植物体现在在盐胁迫下,所述转基因植物的叶绿素含量高于所述目的植物。
上述方法中,所述提高目的植物中编码蛋白GmLURP17的DNA分子的表达量和/或活性为将所述编码蛋白GmLURP17的DNA分子导入目的植物。
上述方法中,所述植物为双子叶植物或单子叶植物。
上述方法中,所述植物为双子叶植物,所述双子叶植物具体为十字花科植物;所述十字花科植物具体为拟南芥。
可用现有的植物表达载体构建含有所述基因的重组表达载体。所述植物表达载体包括双元农杆菌载体和可用于植物微弹轰击的载体等。如pROKII、pBin438、pCAMBIA1302、pCAMBIA2301、pCAMBIA1301、pCAMBIA1300、pBI121、pCAMBIA1391-Xa或pCAMBIA1391-Xb(CAMBIA公司)等。所述植物表达载体还可包含外源基因的3’端非翻译区域,即包含聚腺苷酸信号和任何其它参与mRNA加工或基因表达的DNA片段。所述聚腺苷酸信号可引导聚腺苷酸加入到mRNA前体的3’端,如农杆菌冠瘿瘤诱导(Ti)质粒基因(如胭脂合成酶Nos基因)、植物基因(如大豆贮存蛋白基因)3’端转录的非翻译区均具有类似功能。使用所述基因构建重组植物表达载体时,在其转录起始核苷酸前可加上任何一种增强型启动子(如花椰菜花叶病毒(CAMV)35S启动子、玉米的泛素启动子(Ubiquitin))、组成型启动子或组织特异表达启动子(如种子特异表达的启动子),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、萤光素酶基因等)、抗生素的标记基因(如赋予对卡那霉素和相关抗生素抗性的nptII基因,赋予对除草剂膦丝菌素抗性的bar基因,赋予对抗生素潮霉素抗性的hph基因,和赋予对methatrexate抗性的dhfr基因,赋予对草甘磷抗性的EPSPS基因)或是抗化学试剂标记基因等(如抗除莠剂基因)、提供代谢甘露糖能力的甘露糖-6-磷酸异构酶基因。
实验证明,将含有序列表序列2所示DNA分子的重组表达载体pU1301-GmLURP17转化拟南芥得到的T3代纯合转基因植株,其耐盐能力明显高于相同条件下的对照拟南芥植株,证明GmLURP17在提高植物耐盐能力的育种和研究中具有重要意义。
附图说明
图1为T3代纯合转基因GmLURP17的拟南芥株系(TL)植株的PCR检测部分结果。其中,M为分子量标准,从上至下的片段大小依次为5000bp、3000bp、2000bp、1500bp、1000bp、750bp、500bp、250bp、100bp;泳道2—22分别为不同的TL株系TL2-22植株;泳道1为野生型拟南芥阴性对照;泳道23为空载体pU1301阴性对照;泳道24重组载体pU1301-GmLURP17质粒阳性对照。第2-22泳道只有13泳道未检测到目的基因,其余株系含有GmLURP17目的大小的片段,表明目的基因已转入拟南芥。
图2为部分T3代纯合转基因GmLURP17的拟南芥株系(TL)中目的基因GmLURP17的相对表达量测定结果。其中,ck为转空载体拟南芥阴性对照,17-5,17-8,17-12,17-13,17-16,17-24为不同的转基因株系。
图3为T3代纯合转GmLURP17基因的拟南芥(GmLURP17-12)和转空载体拟南芥(CK)在MS培养基中正常生长16天的植株表型。
图4为将T3代纯合转基因GmLURP17的拟南芥株系(17-12)和对照(ck)在200mM氯化钠渗透胁迫处理9天后的植株表型。
图5为将T3代纯合转基因GmLURP17的拟南芥株系(17-12)和对照(ck)采用营养土培养正常供水10天的表型。
图6为将T3代纯合转GmLURP17基因的拟南芥株系(17-8、17-12、17-13)和转空载体纯合系(ck)在用400mM氯化钠溶液盐胁迫处理6天植株表型。
图7为T3代纯合转GmLURP17基因的拟南芥株系(17-8、17-12、17-13)和转空载体纯合系(ck)在苗期生长10天后开始浇灌400mM氯化钠溶液进行盐胁迫处理,每3天进行叶片叶绿素含量测定。
具体实施方式
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。
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。
pU1301载体在如下文献中:Yu S,Huang A,Li J,et al.OsNAC45plays complexroles by mediating POD activity and the expression of development-relatedgenes under various abiotic stresses in rice root[J].Plant Growth Regulation,2018,84(3):519-531,载体经限制性内切酶BamHI和KpnI酶切后在3’可形成线性化粘性末端。
根癌农杆菌GV3101:R.Berres,L.Otten.Transformation of vitis tissue bydifferent strains of Agrobacterium tumefaciens containing the T-6b gene.PlantCell Reports,(1992)11:192-195;公众可从中国农业科学院油料作物研究所获得;
哥伦比亚生态型拟南芥(以下称为野生型拟南芥):A.Block,E.Schmelz.Coronatine and salicylic acid:the battle between Arabidopsis andPseudomonas for phytohormone control.Molecular Plant Pathology,(2005)6:79–83公众可从中国农业科学院油料作物研究所获得;
实施例1、大豆蛋白GmLURP17基因的获得及重组表达载体的构建
提取大豆(Glycine max(L.)Merr.)品种晋豆21的苗期叶片总RNA,并反转录获得cDNA,以该cDNA为模板,在引物PF1和引物PR1的引导下,用常规PCR法进行扩增,反应结束后,对PCR扩增产物进行1%琼脂糖凝胶电泳检测,回收并纯化DNA片段(684bp)。
将载体pU1301用BamHI和KpnI酶切,回收载体骨架片段;将该载体骨架片段与回收的DNA片段用T4连接酶连接,获得重组载体pU1301-GmLURP17。
经测序证实,该重组载体pU1301-GmLURP17为将序列表序列2所示684bp的DNA片段替换载体pU1301的BamHI和KpnI酶切位点间的DNA分子。
序列表序列2的第1-684位序列编码具有序列表序列1所示的由227个氨基酸组成的蛋白GmLURP17,将其编码基因命名为GmLURP17。
上述引物的序列如下:
引物PF1:5'CGGGGTACCAATGAGGGTGTTTCCAAG'(第1-10为KpnI的酶切位点,第11-27位为序列2的第1-17位序列);
引物PR1:5'CGCGGATCCTCAAGTAAACATTTG(第1-9位为BamHI的酶切位点序列,第10-24位序列为序列2的第670-684位的反向互补序列)。
实施例2、大豆蛋白GmLURP17的应用
一、含有重组载体及目标基因的根癌农杆菌的获得
将实施例1获得的重组载体pU1301-GmLURP17冻融法转化根癌农杆菌GV3101,获得含有重组载体pU1301-GmLURP17的根癌农杆菌GV3101,将该重组农杆菌命名为GV3101/pU1301-GmLURP17(引物PF1和引物PR1进行PCR扩增,得到目的产物)。
将空载体pU1301冻融法转化根癌农杆菌GV3101,获得含有空载体pU1301的根癌农杆菌GV3101,将该重组农杆菌命名为GV3101/pU1301。
二、转基因拟南芥的获得
利用上述一得到的重组农杆菌GV3101/pU1301-GmLURP17和GV3101/pU1301,分别花序浸泡法转化48株哥伦比亚生态型拟南芥Columbia-0(以下简称为野生型拟南芥WT)(文献:Xia T,Xiao D,Liu D,Chai W,Gong Q,Wang NN.Heterologous expression of ATG8cfrom soybean confers tolerance to nitrogen deficiency and increases yield inArabidopsis.PLoS One.2012;7(5):e37217;公众可从中国农业科学院油料作物研究所获得),获得T3代纯合转基因GmLURP17的拟南芥株系和T3代纯合转空载体的拟南芥株系,具体方法如下:
1、取重组农杆菌GV3101/pU1301-GmLURP17或GV3101/pU1301,用含卡那霉素50μg/ml和利福平50μg/ml的YEP培养液培养至OD600为0.8;室温离心后将菌体沉淀重悬于5%蔗糖溶液中,获得菌悬液;将待转基因的拟南芥植株倒置,使莲座叶以上的花序在菌悬液中浸泡15s后,将植株水平放置于22℃环境中,用不透光的塑料袋封住盆钵;24小时后将植株取出,竖直培养直至收获种子(即T0代种子),种子经室温干燥后备用。
2、将步骤1获得的T0代种子,4℃低温处理2天,播种于含100mg/L潮霉素的MS培养基中,置于22℃光照培养箱中持续培养,15天后挑选可正常生长的潮霉素抗性植株(潮霉素抗性植株表现为植株生长正常;非潮霉素抗性植株表现为植株矮小黄化,无法正常生长),移入正常MS培养基中缓苗后,播种于营养土中直至收获T1代种子。按照同样的方法种植筛选T1代种子,移栽潮霉素抗性分离比为3:1的T1代株系,并单株收获T1代株系内各单株上所结T2代种子,取T2代株系种子按照同样的方法进行潮霉素抗性筛选,得到T2代不再产生潮霉素抗性分离的纯合转基因GmLURP17的拟南芥株系15个和T2代不再产生潮霉素抗性分离的纯合转空载体株系13个;随机取3个T2代纯合转基因GmLURP17的拟南芥株系繁殖,收获T3代纯合转GmLURP17基因的拟南芥株系种子;随机取3个T2代纯合转空载体的拟南芥株系繁殖,收获T3代纯合转空载体CK的拟南芥株系种子。
T0代表示转化当代所结的种子及由它所长成的植株;T1代表示T0代自交产生的种子及由它所长成的植株;T2代表示T1代自交产生的种子及由它所长成的植株;T3代表示T2代自交产生的种子及由它所长成的植株。
三、转基因拟南芥的分子检测
1、PCR鉴定
取步骤二获得的T3代纯合转GmLURP17基因的拟南芥株系和T3代纯合转空载体的拟南芥株系与野生型拟南芥(WT)的植株,分别提取基因组DNA,用实施例1的引物PF1和引物PR1对目的基因GmLURP17进行PCR扩增,目的产物大小为684bp。
将扩增产物进行1%琼脂糖凝胶电泳,部分结果如图1所示,可以看出获得684bp条带的植株记为阳性。
2、实时荧光定量PCR检测
取上述二得到的T3代纯合转GmLURP17基因的拟南芥株系(17-5、17-8、17-12、17-13、17-16、17-24)、T3代纯合转空载体的拟南芥株系(CK),分别提取总RNA,反转录获得cDNA,以该cDNA为模板,用特异引物PF2和PR2对基因GmLURP17的cDNA进行实时荧光定量PCR扩增,以A-Actin为内参,引物为PF3和PR3。实时荧光定量PCR在StepOnePlusTM实时荧光定量PCR仪上进行,一次平行试验设3次重复。利用Livak KJ和Schmittgen TD(2001)报道的方法,即2-ΔΔCT计算相对表达量。
ΔΔCT=(CT.Target-CT.Actin)Time x-(CT.Target-CT.Actin)Time 0
Time x表示任意时间点,Time 0表示经Actin校正后1倍量的目标基因表达。
上述引物的序列如下:
PF2:5’-CGCAGGAAGCTTGGAGTGTTAG’;
PR2:5’-AATTGGCCTATTTGATGACTTGGAC-3’;
PF3:5’-GAAGTTCAATGTTTCGTTTCATGT-3’;
PR3:5’-GGATTATACAAGGCCCCAAAA-3’。
结果如图2所示,ck植株中不表达目的基因GmLURP17;而阳性T3代纯合转基因GmLURP17的拟南芥株系中GmLURP17都有表达,不同株系具体表达量不同。
将上述1和2鉴定均为阳性的记作阳性T3代纯合转基因GmLURP17的拟南芥株系。
四、转基因拟南芥的表型鉴定
1、苗期拟南芥在培养皿中的耐盐性鉴定
取步骤三鉴定的获得的阳性T3代纯合转GmLURP17基因的拟南芥株系(GmLURP17-12)、T3代纯合转空载体的拟南芥株系(CK)和野生型拟南芥(WT),消毒后播种于MS培养基中,于长日照(16h光照/8h黑暗)、22℃条件下培养10天,取生长状态一至的各株系植株幼苗移至分别培养在新的MS培养基中生长和200mM氯化钠盐胁迫处理培养9天观察并拍照记录各株系植株的表型;对各植株持续关注植株的表型如叶片黄化、白化、死亡、长势情况等并拍照处理。实验重复三次。
结果:在MS培养基中正常生长6天的T3代纯合转空载体的拟南芥株系(CK)与阳性T3代纯合转GmLURP17基因的拟南芥株系生长良好(图3);在200mM氯化钠培养基中盐胁迫9天后,阳性T3代纯合转GmLURP17基因的拟南芥株系叶片依然鲜绿,T3代纯合转空载体的拟南芥株系(CK)出现明显叶片白化、死亡(图4)。
T3代纯合转空载体的拟南芥株系(CK)和野生型拟南芥结果无显著差异。
2、拟南芥在营养土中的苗期耐盐性鉴定
将在MS培养基中生长至4叶期的阳性T3代纯合转GmLURP17基因的拟南芥幼苗株系(GmLURP17-8、GmLURP17-12、GmLURP17-13)和T3代纯合转空载体的拟南芥株系幼苗,同期移栽到营养土中并正常浇水生长一周后将长势一致的株系分别进行正常生长和进行400mM氯化钠水溶液处理,并观察植株的黄化和长势情况,每三天进行补充盐溶液并测量一次叶片叶绿素含量变化。每个株系12株,实验重复三次。
结果:正常浇水生长的T3代纯合转空载体的拟南芥株系(CK)与阳性T3代纯合转GmLURP17基因的拟南芥株系长势正常,无明显表型变化(图5),而在进行盐胁迫处理中,第三天开始有表型差异出现,继续进行400mM盐溶液处理至第六天,T3代纯合转空载体的拟南芥株系(CK)植株明显褐化,生长受抑,而阳性T3代纯合转GmLURP17基因的拟南芥株系株系叶片边缘开始出现黄化,植株依然鲜绿(图6)。
通过SPAD-502PLUS叶绿素仪测定叶绿素含量:Bielinis E,Jozwiak W,Robakowski P,et al.Modelling of the relationship between the SPAD values andphotosynthetic pigments content in Quercus petraea and Prunus serotinaleaves.[J].Dendrobiology,2015:125-134。
结果如图7所示,每组柱形图从左到右依次为ck、GmLURP17-8、GmLURP17-12、GmLURP17-13;在盐胁迫处理前各阳性T3代纯合转GmLURP17基因的拟南芥株系的叶绿素含量略高于T3代纯合转空载体的拟南芥株系(CK),而随着盐胁迫时间的增加,阳性T3代纯合转GmLURP17基因的拟南芥株系的叶片叶绿素含量均显著高于T3代纯合转空载体的拟南芥株系(CK)。
T3代纯合转空载体的拟南芥株系(CK)和野生型拟南芥结果无显著差异。
上述结果表明,大豆蛋白GmLURP17及其编码基因可提高拟南芥的耐盐能力。
序列表
<110>中国农业科学院油料作物研究所
<120>植物耐盐相关蛋白GmLURP17及其编码基因的应用
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 227
<212> PRT
<213>大豆(Glycine max (L.) Merr.)
<400> 1
Met Arg Val Phe Pro Arg Leu Lys Ser Leu Ser Arg Ala Val His Glu
1 5 10 15
Glu Gln Glu Glu Glu Lys Asn Lys Ala Ala Glu Lys Leu Cys Thr Ser
20 25 30
Leu Thr Val Trp Arg Lys Ser Leu Val Met Ser Cys Lys Gly Phe Thr
35 40 45
Val Ile Asp Ser His Gly Asn Leu Val Tyr Arg Val Asp Asn Tyr Ile
50 55 60
Gly Arg Pro Asn Glu Val Thr Leu Met Asp Ala Ser Gly Lys Ser Ile
65 70 75 80
Leu Thr Met Cys Arg Arg Arg Lys Leu Gly Val Leu Asp Ser Trp Phe
85 90 95
Val Tyr Glu Gly Glu Val Gly Asn Asn Asn Met Arg Thr Arg Thr Arg
100 105 110
Arg Ser Ser Ser Asn Leu Ser Lys Ser Ser Asn Arg Pro Ile Cys Cys
115 120 125
Val Arg Lys His Val Asn Ile Leu His Gly Asn Thr Asn Val Gln Ala
130 135 140
Tyr Val Tyr Arg Gly Ala Ser Ser His Ser Asp Lys Arg Cys Ala Ala
145 150 155 160
Phe Thr Ile Glu Gly Ser Tyr Ala His Arg Thr Cys Lys Val Leu Asp
165 170 175
Glu Cys Arg Arg Val Val Ala Glu Ile Lys Arg Lys Glu Ala Asn Thr
180 185 190
Lys Asn Val Ser Phe Gly Ile Glu Ile Phe Gln Leu Ile Val His Ser
195 200 205
Gly Phe Asp Pro Ala Phe Ala Met Ala Leu Val Leu Leu Leu Asp Gln
210 215 220
Met Phe Thr
225
<210> 2
<211> 684
<212> DNA
<213>大豆(Glycine max (L.) Merr.)
<400> 2
atgagggtgt ttccaaggct caaatccctg tcaagagcag tgcacgagga acaggaggag 60
gagaaaaaca aggcagcaga aaagttgtgc acatctctaa cagtttggag aaaatccttg 120
gtgatgagtt gcaaaggatt cacggtgatt gattctcatg gaaatttggt gtatcgtgtc 180
gacaattata ttggtcgacc caacgaagtc actctcatgg atgcctcagg aaaatctatc 240
ctcaccatgt gccgccgcag gaagcttgga gtgttagata gctggtttgt gtatgaaggg 300
gaagtgggga acaataacat gcgtacgagg actaggagga gtagtagtaa cttgtccaag 360
tcatcaaata ggccaatttg ttgtgtaagg aagcatgtga atattttaca tggcaacacc 420
aacgttcagg cctacgtgta ccgtggagct tcttcacatt cagataaacg gtgtgcggca 480
tttaccatag agggttccta cgcacatcga acgtgtaagg tgttggatga gtgcagaagg 540
gtcgtggctg aaatcaagag gaaggaagct aacaccaaaa acgtctcttt tgggatagag 600
atttttcagt taattgtgca ctctggcttt gatcctgcct ttgccatggc actcgtctta 660
ctcctcgatc aaatgtttac ttga 684

Claims (10)

1.如下1)-3)中任一种物质在调控植物耐盐性中的应用:
1)蛋白GmLURP17;
2)编码蛋白GmLURP17的DNA分子;
3)含有编码蛋白GmLURP17的DNA分子的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌;
所述蛋白GmLURP17为如下(1)或(2):
(1)由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质;
(2)将序列表中序列1所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的由(1)衍生的蛋白质。
2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于:
所述DNA分子是如下1)-3)中任一种的DNA分子:
1)编码区为序列表中序列2所示的DNA分子;
2)在严格条件下与1)限定的DNA序列杂交且编码具有相同功能蛋白质的DNA分子;
3)与1)限定的DNA序列至少具有70%、至少具有75%、至少具有80%、至少具有85%、至少具有90%、至少具有95%、至少具有96%、至少具有97%、至少具有98%或至少具有99%同源性且编码具有相同功能蛋白质的DNA分子。
3.根据权利要求1或2所述的应用,其特征在于:
所述调控植物耐盐性为提高植物耐盐性。
4.根据权利要求1-3中任一所述的应用,其特征在于:
所述植物为双子叶植物或单子叶植物;
或所述植物为双子叶植物,所述双子叶植物具体为十字花科植物;所述十字花科植物具体为拟南芥。
5.权利要求1-4任一项中的如下1)-3)中任一种物质在培育耐盐性植物中的应用;
或,权利要求1-4任一项中的如下1)-3)中任一种物质在培育高耐盐性植物中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用,其特征在于:所述植物为双子叶植物或单子叶植物;
或所述植物为双子叶植物,所述双子叶植物具体为十字花科植物;所述十字花科植物具体为拟南芥。
7.一种培育高耐盐性转基因植物的方法,包括如下步骤:提高目的植物中编码蛋白GmLURP17的DNA分子的表达量和/或活性,得到转基因植物,所述转基因植物的耐盐性高于所述目的植物;
所述蛋白GmLURP17为如下(1)或(2):
(1)由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质;
(2)将序列表中序列1所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的由(1)衍生的蛋白质。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于:
所述提高目的植物中编码蛋白GmLURP17的DNA分子的表达量和/或活性为将所述编码蛋白GmLURP17的DNA分子导入目的植物。
9.根据权利要求7或8所述的方法,其特征在于:所述植物为双子叶植物或单子叶植物。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于:
所述植物为双子叶植物,所述双子叶植物具体为十字花科植物;所述十字花科植物具体为拟南芥。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110669121A (zh) * 2019-11-14 2020-01-10 九圣禾种业股份有限公司 利用LeDNAJ基因改良棉花耐盐性的方法及应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9029636B2 (en) * 2008-02-05 2015-05-12 Monsanto Technology Llc Isolated novel nucleic acid and protein molecules from soy and methods of using those molecules to generate transgenic plants with enhanced agronomic traits
CN104744578A (zh) * 2015-02-03 2015-07-01 山东省农业科学院作物研究所 一种与植物耐逆性相关蛋白及其编码基因ScMYB3R1与应用
WO2016191293A1 (en) * 2015-05-22 2016-12-01 Board Of Regents, The University Of Texas System Prediction of hybrid vigor using circadian-regulated stress-responsive gene expression

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9029636B2 (en) * 2008-02-05 2015-05-12 Monsanto Technology Llc Isolated novel nucleic acid and protein molecules from soy and methods of using those molecules to generate transgenic plants with enhanced agronomic traits
CN104744578A (zh) * 2015-02-03 2015-07-01 山东省农业科学院作物研究所 一种与植物耐逆性相关蛋白及其编码基因ScMYB3R1与应用
WO2016191293A1 (en) * 2015-05-22 2016-12-01 Board Of Regents, The University Of Texas System Prediction of hybrid vigor using circadian-regulated stress-responsive gene expression

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AYESHA BAIG: "The Analysis of WRKY70/ LURP1 Dependent Defense Mechanism in Arabidopsis and Tomato", 《PROQUEST LLC》 *
K. ARVIND 等: "Computational identification of miRNAs and their targets from mango (Magnifera indica L.) ESTs", 《INTERNATIONAL JOURNAL OF INNOVATIVE HORTICULTURE.》 *
NCBI: "PREDICTED: protein LURP-one-related 17-like [Glycine max]", 《GENBANK DATABASE》 *
QIAO WAN 等: "Stability evaluation of reference genes for gene expression analysis by RT-qPCR in soybean under different conditions", 《PLOS ONE》 *
刘志钦 等: "拟南芥AtLURPl基因启动子在转基因烟草和水稻中的功能分析", 《热带作物学报》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110669121A (zh) * 2019-11-14 2020-01-10 九圣禾种业股份有限公司 利用LeDNAJ基因改良棉花耐盐性的方法及应用
CN110669121B (zh) * 2019-11-14 2022-05-24 九圣禾种业股份有限公司 利用LeDNAJ基因改良棉花耐盐性的方法及应用

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