CN116063425A - TaGS蛋白质或生物材料在调控植物耐盐碱性、或植物育种中的应用 - Google Patents

TaGS蛋白质或生物材料在调控植物耐盐碱性、或植物育种中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种TaGS蛋白质或生物材料在调控植物耐盐碱性、或植物育种中的应用。其中，TaGS蛋白质包括：SEQ ID NO：1‑4所示的TaGS‑4A1蛋白、TaGS‑4A2蛋白、TaGS‑7A蛋白、或TaGS‑7D蛋白中的任意一种或多种；或上述TaGS蛋白质经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加、或具有至少75％同一性、或N端或/和C端连接蛋白标签得到的，并具有相同功能的TaGS蛋白质。生物材料包括：编码TaGS蛋白质的核酸分子、表达盒、重组载体、转基因植物细胞系、转基因植物组织、转基因植物器官或重组微生物。能够解决现有技术中难以调控植物耐盐碱性的问题，适用于生物技术领域。

Description

TaGS蛋白质或生物材料在调控植物耐盐碱性、或植物育种中的应用
技术领域
本发明涉及生物技术领域，具体而言，涉及一种TaGS蛋白质或生物材料在调控植物耐盐碱性、或植物育种中的应用。
背景技术
土壤盐碱化严重影响农作物产量。我国现存盐碱地总面积达99.13万平方公里，约占国土总面积的10％，分布十分广泛。随着人口增多，人均可耕地面积直线下降，盐碱地有效利用变的愈发重要，人们从耕作、化学、生物技术等方面开发解决方法，其中，引种耐盐碱植物从根本上解决了盐碱地植物难以生长的现状。因此，培育耐盐碱农作物新品种对我国粮食安全问题具有重要意义。
小麦作为种植最广泛的禾谷类作物之一，为人类提供20％的碳水化合物和23％的蛋白质。目前，对单一的耐盐相关基因报道较多，但耐碱相关基因和耐盐碱相关基因鲜有报道。因此，发掘小麦耐盐碱基因，利用基因组编辑技术创制高效耐盐碱小麦新品种，提高土地增量，是稳定粮食安全亟需解决的重要问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种TaGS蛋白质或生物材料在调控植物耐盐碱性、或植物育种中的应用，以解决现有技术中难以调控植物耐盐碱性的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的第一个方面，提供了一种TaGS蛋白质或生物材料在调控植物耐盐碱性、或植物育种中的应用，该TaGS蛋白质包括如下a1)-a4)中的任一种：a1)SEQ ID NO：1所示的TaGS-4A1蛋白、或SEQ ID NO：2所示的TaGS-4A2蛋白、或SEQ IDNO：3所示的TaGS-7A蛋白、或SEQ ID NO：4所示的TaGS-7D蛋白中的任意一种或多种；或a2)将a1)中的TaGS蛋白质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TaGS蛋白质；或a3)与a1)中的TaGS蛋白质具有至少75％同一性并具有相同功能的TaGS蛋白质；或a4)在a1)、a2)或a3)中的TaGS蛋白质的N端或/和C端连接蛋白标签得到的、具有相同功能的TaGS蛋白质；生物材料包括如下b1)-b7)中的任一种：b1)编码a1)-a4)中的任一种的TaGS蛋白质的核酸分子；b2)含有核酸分子的表达盒；b3)含有核酸分子或表达盒的重组载体；b4)含有核酸分子、表达盒或重组载体的重组微生物；b5)含有核酸分子或表达盒的转基因植物细胞系；b6)含有核酸分子或表达盒的转基因植物组织；b7)含有核酸分子或表达盒的转基因植物器官。
进一步地，b1)中的核酸分子包括：c1)TaGS-4A1蛋白、TaGS-4A2蛋白、TaGS-7A蛋白、或TaGS-7D蛋白的编码基因；TaGS-4A1蛋白的编码基因包括SEQ ID NO：5、SEQ ID NO：8、或SEQ ID NO：12所示的核酸；TaGS-4A2蛋白的编码基因包括SEQ ID NO：5、或SEQ ID NO：9、或SEQ ID NO：13所示的核酸；TaGS-7A蛋白的编码基因包括SEQ ID NO：6、或SEQ ID NO：10、或SEQ ID NO：14所示的核酸；TaGS-7D蛋白的编码基因包括SEQ ID NO：7、或SEQ ID NO：11、或SEQ ID NO：15所示的核酸；或c2)与c1)中的编码基因具有至少75％同一性，并编码a1)-a4)中的任一种的TaGS蛋白质的核酸分子；或c3)在严格条件下与c1)中的编码基因杂交，并编码a1)-a4)中的任一种的TaGS蛋白质的核酸分子。
进一步地，调控植物耐盐碱性包括调控小麦耐盐碱性，植物育种包括小麦育种；优选地，小麦包括Fielder小麦；优选地，耐盐碱性包括耐弱酸强碱盐环境；优选地，弱酸强碱盐包括但不限于NaHCO3和/或Na2CO3。
进一步地，a3)中的TaGS蛋白质，与a1)中的TaGS蛋白质具有至少85％同一性并具有相同功能；优选地，具有至少95％同一性，更优选为99％，进一步优选为99.9％；优选地，a3)中的TaGS蛋白质来源于小麦。
进一步地，c2)中的核酸分子，与c1)中的编码基因具有至少85％同一性并具有相同功能；优选地，具有至少95％同一性，更优选为99％，进一步优选为99.9％。
为了实现上述目的，根据本发明的第二个方面，提供了一种培育耐盐碱植物的方法，该方法包括降低目的植物中的TaGS蛋白质或编码TaGS蛋白质的核酸分子的表达量，得到耐盐碱植物；其中，TaGS蛋白质或编码TaGS蛋白质的核酸分子为上述应用中的TaGS蛋白质或核酸分子。
进一步地，降低目的植物中的TaGS蛋白质或核酸分子的表达量的方法，包括但不限于基因编辑或RNAi；优选地，基因编辑包括对核酸分子进行切割、和/或对核酸分子上的碱基进行插入、删除或替换；优选地，耐盐碱植物在盐碱性环境的生长优于目的植物；盐碱性环境包括pH>7、Na+>50mM的培养环境；优选地，培养环境包括弱酸强碱盐环境；优选地，弱酸强碱盐包括但不限于NaHCO3和/或Na2CO3。
进一步地，方法包括：向目的植物的细胞或组织中导入表达核酸酶的遗传物质，再将导入后的细胞或组织培养成完整植株，获得耐盐碱植物；优选地，核酸酶能够对核酸分子的功能区段进行特异性剪切；遗传物质包括DNA环状质粒、或DNA线性片段、或体外转录的RNA。
进一步地，遗传物质为能转录向导RNA和表达Cas蛋白的重组载体；向导RNA为由crRNA和tracrRNA通过部分碱基配对结合而成的具有回文结构的RNA；crRNA包括能够与功能区段互补结合的RNA片段。
进一步地，功能区段为SEQ ID NO：5-SEQ ID NO：15中任意一条所示核酸序列中符合5’-NX-NGG-3’或5’-CCN-NX-3’序列排列规则的片段；N表示A、G、C和T中的任一种，14≤X≤30，且X为整数，NX表示X个连续的脱氧核糖核苷酸；优选地，功能区段包括SEQ ID NO：16所示的核酸序列。
进一步地，向目的植物的细胞或组织中导入遗传物质的方法包括基因枪法、农杆菌侵染法、PEG诱导原生质体法、电极法、碳化硅纤维介导法或真空渗入法。
进一步地，细胞包括任何能作为导入受体并能经过组织培养再生为完整植株的细胞；组织为任何能作为导入受体并能经过组织培养再生为完整植株的组织；优选地，细胞包括原生质体细胞或悬浮细胞；组织包括愈伤组织、幼胚、成熟胚、叶片、茎尖、幼穗或下胚轴。
进一步地，耐盐碱植物包括耐盐碱小麦，目的植物包括目的小麦；优选地，目的小麦包括Fielder小麦。
为了实现上述目的，根据本发明的第三个方面，提供了一种培育盐碱敏感植物的方法，该方法包括：向目的植物中导入外源的编码TaGS蛋白质的核酸分子；或者进一步提高目的植物中TaGS蛋白质或核酸分子的表达量，得到盐碱敏感植物；其中，TaGS蛋白质或编码TaGS蛋白质的核酸分子为上述应用中的TaGS蛋白质或核酸分子。
进一步地，向目的植物中导入核酸分子的方法包括：向目的植物的细胞或组织中导入携带有核酸分子的遗传物质，遗传物质在目的植物内，以游离或整合至目的植物的染色体形式存在，再将导入后的细胞或组织培养成完整植株，获得盐碱敏感植物；优选地，盐碱敏感植物包括盐碱敏感小麦，目的植物包括目的小麦。优选地，耐盐碱植物在盐碱性环境的生长差于目的植物；盐碱性环境包括pH>7，Na+>50mM的培养环境；优选地，培养环境包括弱酸强碱盐环境；优选地，弱酸强碱盐包括但不限于NaHCO3和/或Na2CO3。
为了实现上述目的，根据本发明的第四个方面，提供了上述应用、或培育耐盐碱植物的方法、或培育盐碱敏感植物的方法中的TaGS蛋白质或生物材料。
应用本发明的技术方案，通过调控植物中的TaGS蛋白质或生物材料的表达量，能够实现对于植物的耐盐碱性的调控，和/或获得耐盐碱性性状改变、且该性状能够稳定遗传的植物新品种。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明实施例1的TaGS基因结构及利用CRISPR/Cas9技术的靶点的设定示意图。
图2示出了根据本发明实施例2的转基因植株E5的TaGS基因T2代突变体测序结果示意图；其中，WT表示野生型基因序列，“-”表示发生了删除突变的序列，“-”后边的数字表示删除或插入的核苷酸的数量。
图3示出了根据本发明实施例3的盐碱胁迫下小麦耐盐碱表型；其中，A为清水处理；B为75mM混合盐碱溶液(摩尔比5：1的NaHCO3：Na2CO3)处理；A和B中的左边三株为野生型Fielder小麦(即目的小麦)，标注为WT；右边三株为小麦TaGS基因三突突变体E5，标注为E5。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
术语解释：
如本文所用的术语在“严格条件下杂交”，意指核苷酸序列以可检测地强于非特异性杂交的量与靶序列(例如，SEQ ID NO：5所示的序列)特异性杂交。严格性条件可以包括例如低盐和/或高温条件，例如由在约50℃至70℃的温度下约0.02M至0.1M NaCl或等同物提供的。
如本文所用，“序列同一性”是指两个多核苷酸序列之间的序列相似性。当两个比较序列中的位置均被相同碱基占据时，例如如果两个DNA分子的每一个位置都被腺嘌呤占据时，那么所述分子在该位置是同一的。两个序列之间的同一性百分率是两个序列共有的匹配或同源位置数除以比较的位置数×100的函数。
蛋白标签(protein-tag)是指利用DNA体外重组技术，与目的蛋白一起融合表达的一种多肽或者蛋白，以便于目的蛋白的表达、检测、示踪和/或纯化。蛋白标签包括但不限于Flag标签、His标签、MBP标签、HA标签、myc标签、GST标签和/或SUMO标签等。
如背景技术所提到的，在现有技术中，对耐盐相关基因报道较多，但耐碱、尤其是耐盐碱的相关基因鲜有报道。因而，在本申请中发明人尝试探究与植物耐盐碱性相关的基因和蛋白，因而提出了本申请的一系列保护方案。
在本申请第一种典型的实施方式中，提供了一种TaGS蛋白质或生物材料在调控植物耐盐碱性、或植物育种中的应用，该TaGS蛋白质包括如下a1)-a4)中的任一种：a1)SEQ IDNO：1所示的TaGS-4A1蛋白、或SEQ ID NO：2所示的TaGS-4A2蛋白、或SEQ ID NO：3所示的TaGS-7A蛋白、或SEQ ID NO：4所示的TaGS-7D蛋白中的任意一种或多种；或a2)将a1)中的TaGS蛋白质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TaGS蛋白质；或a3)与a1)中的TaGS蛋白质具有至少75％同一性并具有相同功能的TaGS蛋白质；或a4)在a1)、a2)或a3)中的TaGS蛋白质的N端或/和C端连接蛋白标签得到的、具有相同功能的TaGS蛋白质；该生物材料包括如下b1)-b7)中的任一种：b1)编码a1)-a4)中的任一种的TaGS蛋白质的核酸分子；b2)含有该核酸分子的表达盒；b3)含有核酸分子或表达盒的重组载体；b4)含有核酸分子、表达盒或重组载体的重组微生物；b5)含有核酸分子或表达盒的转基因植物细胞系；b6)含有核酸分子或表达盒的转基因植物组织；b7)含有核酸分子或表达盒的转基因植物器官。
上述TaGS蛋白质包括小麦中的蛋白，也包括在其他植物品种的内源的同源蛋白；还包括在不含此类同源蛋白的植物中转化外源的TaGS蛋白质相关生物材料，从而在该植物中表达外源的TaGS蛋白质。上述应用均能够对植物内的TaGS蛋白质表达水平进行调控，均能实现调控植物耐盐碱性、或育种。上述的相同功能包括能够降低含有TaGS蛋白质的植物的植物耐盐碱性，不含有TaGS蛋白质或TaGS蛋白质表达量较少的植物，耐盐碱性较强。
TaGS蛋白质包括TaGS-4A1蛋白、TaGS-4A2蛋白、TaGS-7A蛋白或TaGS-7D蛋白中的任意一种或多种。其中，TaGS-4A1蛋白和TaGS-4A2蛋白为小麦TaGS-4A基因的2个转录本，氨基酸序列分别为SEQ ID NO：1和SEQ ID NO：2。TaGS-7A基因表达如SEQ ID NO：3所示的TaGS-7A蛋白。TaGS-7D基因表达如SEQ ID NO：4所示的TaGS-7D蛋白。TaGS-4A基因、TaGS-7A基因和TaGS-7D基因为小麦中的三个同源基因，核苷酸序列分别如SEQ ID NO：5、SEQ IDNO：6和SEQ ID NO：7所示。通过调整上述多条核酸分子中的任意一种或多种，均能够改变相应的TaGS蛋白质的表达量，从而实现对于植物耐盐碱性的调控，能够应用于植物育种中。
TaGS-4A1：SEQ ID NO：1：
MAAPRPKSPLDPCGRRRLQLAVDALHRQISFLEGEISSIEGLHAASICCKEVDEFIGKNADPFITISSEKGNADQSHRSPKKIRTRWACLSCSSSCACPACAGCGPACCGGVPRPRCCLCS。
TaGS-4A2：SEQ ID NO：2：
MAAPRPKSPLDPCGRRRLQLAVDALHRQISFLEGEISSIEGLHAASICCKEVDEFIGKNADPFITISSEKGNADQSHRSPKKIRTRWACLSCFPWICGGGCSAVQLKGPSCCCGCPRCCAGSGGCGGGGPSCGCSCSCAGCSSSCACPACAGCGPVCCGGVPRPRCCLCS。
TaGS-7A：SEQ ID NO：3：
MAAPRPKSPLDPCGRHRLQLAVDALHRQISFLEGEINSIEGLHAASICCKEVDEFIGKNADPFITISSEKGNAEQSHPFPKKIRTRWACLSCFPWICGGGCSAVQLKGPSCCCGCPRCCAGSGGCGGGPSCGCSCSCAGCSSSCACPACAGCGTVCCGGVPRPRCCLCS。
TaGS-7D：SEQ ID NO：4：
MAAPRPKSPLDPCGRHRLQLAVDALHRQISFLEGEISSIEGLHAASICCKEVDEFIGKNADPFITISSEKGNADQSHRFPKKIRTRWACLSCFPWICGGGCSAVQLKGPSCCCGCPRCCVGSGGCGGGPSCGCSCSCAGCSSSCACPACTGCGATCCGGVPRPRCCLCS
SEQ ID NO：5为TaGS-4A基因在小麦基因组中的序列，共由6109个核苷酸组成，其中第1-3000位为promoter(启动子)区域，第3001-3477位为5’-UTR，第3478-3576位、第3983-4035位、第4687-4731位、第4814-4867位、第5148-5409位为外显子，第3577-3982位、第4036-4686位、第4732-4813位、第4868-5147位为内含子，第5410-6109位为3’-UTR。
SEQ ID NO：6为TaGS-7A基因在小麦基因组中的序列，共由5475个核苷酸组成，其中第1-3000位为promoter区域，第3001-3295位为5’-UTR，第3296-3394位、第3788-3840位、第4552-4596位、第4679-4732位、第5020-5278位为外显子，第3395-3787位、第3841-4551位、第4597-4678位、第4733-5019位为内含子，第5279-5475位为3’-UTR。
SEQ ID NO：7为TaGS-7D基因在小麦基因组中的序列，共由6003个核苷酸组成，其中第1-3000位为promoter区域，第3001-3407位为5’-UTR，第3408-3506位、第4157-4209位、第5043-5087位、第5170-5223位、第5501-5759位为外显子，第3507-4156位、第4210-5042位、第5088-5169位、第5224-5500位为内含子，第5760-6003位为3’-UTR。
在一种优选的实施例中，b1)中的核酸分子包括：c1)TaGS-4A1蛋白、TaGS-4A2蛋白、TaGS-7A蛋白、或TaGS-7D蛋白的编码基因；TaGS-4A1蛋白的编码基因包括SEQ ID NO：5、SEQ ID NO：8、或SEQ ID NO：12所示的核酸；TaGS-4A2蛋白的编码基因包括SEQ ID NO：5、或SEQ ID NO：9、或SEQ ID NO：13所示的核酸；TaGS-7A蛋白的编码基因包括SEQ ID NO：6、或SEQ ID NO：10、或SEQ ID NO：14所示的核酸；TaGS-7D蛋白的编码基因包括SEQ ID NO：7、或SEQ ID NO：11、或SEQ ID NO：15所示的核酸；或c2)与c1)中的编码基因具有至少75％同一性，并编码a1)-a4)中的任一种的TaGS蛋白质的核酸分子；或c3)在严格条件下与c1)中的编码基因杂交，并编码a1)-a4)中的任一种的TaGS蛋白质的核酸分子。
TaGS-4A基因的cDNA序列为序列表中SEQ ID NO：8-SEQ ID NO：9，CDS序列为序列表中SEQ ID NO：12-SEQ ID NO：13；
其中，SEQ ID NO：8为TaGS-4A基因的一个cDNA序列，共由1012个核苷酸组成。其中第1-345位为5’-UTR，第346-711位为TaGS-4A基因的CDS，第712-1012位为3’-UTR。在该cDNA内，SEQ ID NO：12为TaGS-4A基因的CDS，共由366个核苷酸组成，能够转录表达TaGS-4A1蛋白。
SEQ ID NO：9为TaGS-4A基因的另一个cDNA序列，共由1159个核苷酸组成，能够转录表达TaGS-4A2蛋白。其中第1-345位为5’-UTR，第346-858位为TaGS-4A基因的CDS，第859-1159位为3’-UTR。在该cDNA内，SEQ ID NO：13为TaGS-4A基因的CDS，共由513个核苷酸组成，能够转录表达TaGS-4A2蛋白。
SEQ ID NO：10为TaGS-7A基因的cDNA序列，共由1015个核苷酸组成，其中第1-330位为5’-UTR，第331-840位为TaGS-7A基因的CDS，第841-1015位为3’-UTR。SEQ ID NO：14为TaGS-7A基因的CDS，共由510个核苷酸组成。能够转录表达TaGS-7A蛋白。
SEQ ID NO：11为TaGS-7D基因的cDNA序列，共由1102个核苷酸组成，其中第1-348位为5’-UTR，第349-858位为TaGS-7D基因的CDS，第859-1102位为3’-UTR。SEQ ID NO：12为TaGS-7D基因的CDS，共由510个核苷酸组成。能够转录表达TaGS-7D蛋白。
TaGS蛋白质或相应的生物材料，能够应用于调控植物耐盐碱性、或植物育种，通过上调或下调在植物中的TaGS蛋白质表达量，从而分别实现降低或提高植物耐盐碱性，进而在植物育种上发挥作用，获得具有不同耐盐碱性状的植株。上调在植物中的TaGS蛋白质表达量，包括但不限于向植物中转化能够转录表达TaGS蛋白质的生物材料，或增强植物中内源TaGS蛋白质的表达水平。下调在植物中的TaGS蛋白质表达量，包括但不限于对转录表达TaGS蛋白质的核酸分子(包括但不限于CDS、cDNA或染色体基因组)进行插入、替换、删除等基因编辑，破坏或降低TaGS蛋白质的活性，或降低TaGS蛋白质的转录表达水平。
SEQ ID NO：5：
acccgtacccacataataaagcctcaaaaaagggtaataagcactttccacccctcatctgactaacctgaatatctttcaatgaaaaaacggtctaaacataacatcttggagctcctgcagcccctgaagtcgacttgccacagcagcctcctcatgtcgtggagcaagggcgtgttatacctatggatgcacctactgtcgctacaaactcaagtgcaaacgaggacacatttccttcctgggacgatgttcttacccaaccttatagcccaagacatacacaaggtttgcaattgtgttaactaccgcatattctgtctatggtcaatatttttacaaggtaccactaacttctttgctcttatcgaaccgacagacttaggcgctgcaaataatagctctagtagcatagagtgccaatctggaacttggccagcttctgatgcgattgggcaagaaatttggccaacttccgatgcgattgagcaagagattgtacttccagcattgcatggtgagcttctctttgtacatcatacatctatacagtttgttaacatgctggagactgttgtggacatctatacaaatttttaataaattcacaaccctatggattatggtggcaactgttgtggttatattaagattcatctggttatattagatgtaaactggaatgcatgatacgtgcaaattctgttccacttgttaaagagttgatcaatcggtcacattcatttaattctatttccacttgttaaagtgcatgatatgatatgtgcaaattctattccgcatatctggcagatgtgcatgatatgagagtacactaacatggctagtttaactccattcattatttttgaacctttcagtctggtgtcaatcagtgtgtttctccctgtttaactctgttggagccttctgcatttggcttaccttcattctgtccatcaaattttgcaaatttgccgtaatgctcttgatgtctggatgataaatgatgtaccctgttacaatatgaaaaatgtaatgatgtgcagtatttcgtattaccctttgatggccttgatatgaaacaatgtgttcatgtttttggtttatcagttccctatctgacatttgttttgtacttattctggtgaacttgcagccatgccagactttgctcaagtatacaactttcttgggggcgtatttgatccagatacaacaggacatttgcagaagttgagagagatggatcctatagatgctgaaacggtattgccatttgctaatctcccctctgtaattgattcatctgccctgctataaagctattgatttctgcaagaatgaaggccaggtcgttttgtttgcattgtttagtgacatcccagttactcgcaagctgctatgtcagtacctcgattcagtcagtgtcatataaaaacctatgaaactattccggacaggtgtattctggggtgaagtttaattactcattgttgcacattgctccttatcaaggatatttagttgctgtaattcttatatacgttacttatatgttcgcagcaaatgcagatgctcactttgttcattcttttgcaagtcgaaatgtactgtcagggattcacttttattacctaataacttctactcacttacaatgatctttttatgggctaatctccaggtactacaactgatgaaaaatctatcggtaaacctgtctagcccggactttgagacacacgtaaggacttaaactcgtttttctttcatgccacctgcttttaatatttatttactctgtgatccacaatatttgtctacctattgtgaacaaagtagctgacactgctgtagaacagaagtagcttgcgctattgtcgaacagttctcaaactgttttccatgccgacagccacattagtgtcacaactattctgttcaactaattactttagcataataattttgcttgatttgtgaatctgccgcaacttgttgtgtactaatccgttagctttgaagattctttttgtgactgttctgaactgaatcaacacaaaaccagttacgttccactccatgctgcacattaatcgaatctttgctatcctgttatgcaaaataaaagtaaatggcaggatggtgttttgcttgctgggtgctttgtcagtaatgaagcatattgtataatattgtgcttcatgagatcatttcatgctccctaatctgttgcaagtcatctttcttggaaatccagctgagcatacagcacccctgactgttgcagaggaggatgctctcgtcgcacggtggcggcatgggccaagccaggcacgagagcgtaggagatccggggtctctactcagacccttcgcgttccattcatgtaatctctagtcaccctcttcgtgatccacgctcacgacatcgctaatttcactaagcgcatggaccgctctgcagggtaaggagcagatgaggaaagcgtacggtacatcgttacattgttgtcaaagttgcgacatgttaatgcatcgccgcctatttttgtacatatttcttggagatgttctcgggctcttaggcctgggaacttttacctatccggcttgtggcatgtatagtcaggacatggttgcgcatgttgttttggagaggggagaggggaaagtgtttattacccatgaaggaagaccgttcttgtgtgtaattctttgtttagagatgattttttttgagggattgtttcgagatgattttgtttgtaagtctattatctacatcgtcatgaggacggatttggactatatatttgtagtgaacgcttttcgtctcgttgtctactttgtagttcgtgttcatcaataatgttttctcaatcgaaaaatgataatcaagtcatcaatcagctagtaacattttgcgaaaattgctttgtttttttaatcccaaaaaaatggacttgattggctacttcagagaaggaaaaaatgctaatgattttttttttagaatggagtcaaaggaaggagagaagtggtggtcgtggtaggcccgcgagggtccatccggcccagcagccttggctaaccctacccactacccaccacctacctaccctacctaccccagtctccagccctacagaccgacgacttcctgtctcctcctcccggcggccacctccgtccatcgctctccccccctctctccgccgccgccgccgggcctctgaatccccttgctcctccttccgaggaggcagcacatcagcatcagcggcgtgatctgatccggtctgctagactgatcgctcattcactccattgatgacgctctctgcttccccgcactccccgccgccgtccacctcccgccccccgctcctctcctggcccagctagccagccggcgcgagcgagccctccatccaccaccgtccagctagccaggctcctccgaggccggcaatggcggcgcccaggcccaagtccccgctcgacccctgcggccgccgccggctgcagctcgccgtcgacgcgctccaccgccagatcagcttcctcgaggtacccaagctcctgaccttaatcgctcttcctggttggctcccgcaccacagccctgttacatggtgccctgctgctgctgttactctgttattattacccaagaaaattactaatttgcaattgagcctacacaacaaatgattaccatttttatacagtagtaggtattagagtctgttaccagcacacagtttagttgtcacttctaagtcagttccaggtgtccctttctactactactactactactggtagtagattctaagtgttagaatatcccacacagcagcctgaaaagttggcacatgccctctcctccttgtactctagcttgtagctactgcttttttttcagtaaaaaataatttctctggaattcaacaagctgttctctctgtgccagggggagatcagttccattgaagggctccatgctgcctccatatgctgcaaagagtaagctgctgtcttgttcaattcttatactatcaatttcctttttgaagtttaagaggtaacttggggagtgaaaacaagaaacagttctccggctccaagaatggggaacaatccattgcaagtgagcccatgtttgaacaaagtcgtacagacaggtgcaacacatctacatggatgtgtgaaagcaacacagattttagttaaaacctacaaatggaagtttagcaaatccggtaatgattgaaaatagtatacacgtacagttgaacattatgcaaatctggtaacgatagtttaggaggtttggttacttgaaatttgattaggatgattgattgtatttaaacatatgaatatgttttagaattggacctaaattatatagggttgcggtgactgtacaggcagttcttgtatttctgtctccagtcttagtgccactgtttactttattcttcttcataaatgaatatcagcgtaagctgcagacgtagcagtcaggtcatgtgtgcaaaagccaaaaatatgtaattcttcttcatatgtcaatcagttcacatagttgtgccaattttaagttaattttcttcttgttcatgacatatggagctgattgatcgctgtttgcccctttgataaaatttgcagggtcgatgagttcataggaaagaatgccgatccattcataacgatgtatggattttcaggttgagaaattgtcttggcctacaagatatctttgttcttactagtatctctctttacaagcttgcagttcatctgagaaggggaacgccgatcaatctcatcgctccccaaagaagattcggtaatcattttcttcccgcagatcctaatatatgtcgacggttctctcgaaagaaaatgatgccggatcaacccaagctgatgcaaattgttgtactaaactgcacatgtttatatttaaaagttttggaata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SEQ ID NO：6：
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SEQ ID NO：7：
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SEQ ID NO：8：
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SEQ ID NO：10：
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SEQ ID NO：13：
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SEQ ID NO：14：
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在一种优选的实施例中，调控植物耐盐碱性包括调控小麦耐盐碱性，植物育种包括小麦育种；优选地，小麦包括Fielder小麦；优选地，耐盐碱性包括耐弱酸强碱盐环境；优选地，弱酸强碱盐包括但不限于NaHCO3和/或Na2CO3。
上述TaGS蛋白质为小麦中的内源蛋白，上述核酸分子为小麦中的内源核酸，因此将上述TaGS蛋白质或相应的生物材料应用于小麦中，能够调控小麦耐盐碱性，培育具有不同耐盐碱性状的小麦植株。
在一种优选的实施例中，a3)中的TaGS蛋白质，与a1)中的TaGS蛋白质具有至少85％同一性并具有相同功能；优选地，具有至少95％同一性，更优选为99％，进一步优选为99.9％；优选地，a3)中的TaGS蛋白质来源于小麦。
在一种优选的实施例中，c2)中的核酸分子，与c1)中的编码基因具有至少85％同一性并具有相同功能；优选地，具有至少95％同一性，更优选为99％，进一步优选为99.9％。
在本申请第二种典型的实施方式中，提供了一种培育耐盐碱植物的方法，该方法包括降低目的植物中的的TaGS蛋白质或编码TaGS蛋白质的核酸分子的表达量，得到耐盐碱植物；其中，TaGS蛋白质或编码TaGS蛋白质的核酸分子为上述TaGS蛋白质或核酸分子。
上述TaGS蛋白质能够影响植物的耐盐碱能力，植物中的TaGS蛋白质表达量高，则植物的耐盐碱能力差；植物中的TaGS蛋白质表达量低，则植物的耐盐碱能力强。因此利用现有技术中的手段，通过降低目的植物中核酸分子的转录、表达量，和/或降低植物中的TaGS蛋白质含量，能够提高植物的耐盐碱能力，获得在盐碱性环境(包括但不限于盐碱性土壤)中生长更优的耐盐碱植物。通过调整上述多条核酸分子中的任意一种或多种，均能够改变相应的TaGS蛋白质的表达量，从而实现对于植物耐盐碱性的调控，培育获得耐盐碱植物。
在一种优选的实施例中，降低目的植物中的TaGS蛋白质或核酸分子的表达量的方法，包括但不限于基因编辑或RNAi(RNA干扰)；优选地，基因编辑包括对核酸分子进行切割、和/或对核酸分子上的碱基进行插入、删除或替换。优选地，基因编辑包括但不限于CRISPRi(CRISPR干扰)；RNAi包括但不限于利用反义RNA与mRNA结合从而抑制转录和翻译的进行；耐盐碱植物在盐碱性环境的生长优于目的植物；盐碱性环境包括pH>7、Na+>50mM的培养环境；优选地，培养环境包括弱酸强碱盐环境；优选地，弱酸强碱盐包括但不限于NaHCO3和/或Na2CO3。
盐碱性环境的pH包括但不限于7.2、7.5、8.0、8.5、9.0、9.2、9.5、10.0、10.5、11.0、11.5或12.0。盐碱性环境的钠离子浓度(Na+)包括但不限于51mM、55mM、60mM、65mM、70mM、75mM、80mM、85mM、90mM、95mM、100mM、110mM、120mM、125mM、130mM、140mM、150mM、160mM、180mM、200mM、250mM、或300mM。
上述培养环境包括但不限于弱酸强碱盐环境，也包括含有氯化钠等盐类化合物的环境。上述弱酸强碱盐的环境也不仅限于NaHCO3和/或Na2CO3、乃至特定比例的NaHCO3和/或Na2CO3形成的环境，上述耐盐碱植物在pH>7、Na+>50mM的培养环境中均生长优于目的植物。生长优于包括但不限于生长速度更快、地上部分生物量更多、地下部分根生长抑制程度更弱、或种子、果实质量更优等。
通过对目的植物的核酸分子进行基因编辑，能够改变TaGS蛋白质的表达量。基因编辑作用的位点包括但不限于对CDS区域进行的插入、删除或替换，能够导致TaGS蛋白质的氨基酸序列发生点突变、移码突变等变异，改变TaGS蛋白质的活性。对于TaGS蛋白质相关的启动子区域进行基因编辑，能够改变TaGS蛋白质的表达量，从而实现对于TaGS蛋白质表达量的影响。比如SEQ ID NO：5的启动子区域第391位、462位、589位、787位、960位、1566位、2804位、2817位存在增强子区域(CAAAT)，5’-UTR区域第3193位、3370位、3444位存在顺式作用元件(CCGTCC)；SEQ ID NO：6的第404位、494位、1279位2272位、2703位存在增强子区域(CAAAT)，5’-UTR区域第3012位、3181位、3259位存在顺式作用元件(CCGTCC)；SEQ ID NO：7的376位、681位、1499位、2413位存在增强子区域(CAAAT)，5’-UTR区域第3111位、3364位、3711位存在顺式作用元件(CCGTCC)。对这些区域进行基因编辑，能够改变TaGS蛋白质的表达量。
在一种优选的实施例中，该方法包括：向目的植物的细胞或组织中导入表达核酸酶的遗传物质，再将导入后的细胞或组织培养成完整植株，获得耐盐碱植物；优选地，核酸酶能够对核酸分子的功能区段进行特异性剪切；遗传物质包括DNA环状质粒、或DNA线性片段、或体外转录的RNA。
在一种优选的实施例中，遗传物质为能转录向导RNA和表达Cas蛋白的重组载体；向导RNA为由crRNA和tracrRNA通过部分碱基配对结合而成的具有回文结构的RNA；crRNA包括能够与功能区段互补结合的RNA片段。
对于目的植物的核酸分子进行基因编辑，可灵活选用现有技术中的基因编辑工具或系统，包括但不限于CRISPR/Cas9、CRISPR/Cas12或RED重组系统。
在一种优选的实施例中，功能区段为SEQ ID NO：5-SEQ ID NO：15中任意一条所示核酸序列中符合5’-NX-NGG-3’或5’-CCN-NX-3’序列排列规则的片段；N表示A、G、C和T中的任一种，14≤X≤30，且X为整数，NX表示X个连续的脱氧核糖核苷酸；优选地，功能区段包括SEQ ID NO：16所示的核酸序列。
利用上述功能区段，能够实现对于上述核酸分子的切割，从而进行后续的插入、删除或替换等基因编辑操作。
在一种优选的实施例中，向目的植物的细胞或组织中导入遗传物质的方法包括基因枪法、农杆菌侵染法、PEG诱导原生质体法、电极法、碳化硅纤维介导法或真空渗入法。
在一种优选的实施例中，细胞包括任何能作为导入受体并能经过组织培养再生为完整植株的细胞；组织为任何能作为导入受体并能经过组织培养再生为完整植株的组织；优选地，细胞包括原生质体细胞或悬浮细胞；组织包括愈伤组织、幼胚、成熟胚、叶片、茎尖、幼穗或下胚轴。
在一种优选的实施例中，其特征在于，耐盐碱植物包括耐盐碱小麦，目的植物包括目的小麦；优选地，目的小麦包括Fielder小麦。
在本申请第三种典型的实施方式中，提供了一种培育盐碱敏感植物的方法，该方法包括：向目的植物中导入外源的编码TaGS蛋白质的核酸分子；或者进一步提高目的植物中的TaGS蛋白质或核酸分子的表达量，得到盐碱敏感植物；其中，TaGS蛋白质或编码TaGS蛋白质的核酸分子为上述应用中的TaGS蛋白质或核酸分子。
在一种优选的实施例中，提高目的植物中的TaGS蛋白质或核酸分子的表达量，是通过向目的植物中导入核酸分子实现的；优选地，方法包括：向目的植物的细胞或组织中导入携带有核酸分子的遗传物质，遗传物质在目的植物内，以游离或整合至目的植物的染色体形式存在，再将导入后的细胞或组织培养成完整植株，获得盐碱敏感植物；优选地，盐碱敏感植物包括盐碱敏感小麦，目的植物包括目的小麦。优选地，耐盐碱植物在盐碱性环境的生长差于目的植物；盐碱性环境包括pH>7的培养环境；优选地，培养环境包括弱酸强碱盐环境；优选地，弱酸强碱盐包括但不限于NaHCO3和/或Na2CO3。
盐碱性环境的pH包括但不限于7.2、7.5、8.0、8.5、9.0、9.2、9.5、10.0、10.5、11.0、11.5或12.0。盐碱性环境的钠离子浓度(Na+)包括但不限于51mM、55mM、60mM、65mM、70mM、75mM、80mM、85mM、90mM、95mM、100mM、110mM、120mM、125mM、130mM、140mM、150mM、160mM、180mM、200mM、250mM、或300mM。
生长差于即与上述生长优于相反，包括但不限于生长速度更慢、地上部分生物量更少、地下部分根生长抑制程度更强、或种子、果实质量更差等。
在科学研究或实际生产应用中获得对盐碱敏感的、具有特殊性状的植物。
在本申请第四种典型的实施方式中，提供了一种上述应用、或培育耐盐碱植物的方法、或培育盐碱敏感植物的方法中的TaGS蛋白质或生物材料。
下面将结合具体的实施例来进一步详细解释本申请的有益效果。
实施例1、小麦TaGS靶位点的选择并构建敲除载体
1)小麦TaGS靶位点的选择
小麦中TaGS基因有三个同源基因TaGS-4A、TaGS-7A和TaGS-7D，对应基因ID号分别为：：TraesCS4A02G474000、TraesCS7A02G017700和TraesCS7D02G015000。寻找合适的靶位点，利用一个保守靶序列靶向所述三个同源基因，构建敲除载体选择的靶位点位于第1外显子中(图1)。
利用CRISPR技术敲除的靶标双链中的一条链具有如下结构：5-Nx-NGG-3，PAM(NGG)中的N表示A、T、C和G中的任一种，Nx中的N表示A、T、C和G中的任一种，x＝20。本实施例中，选用的TaGS基因的靶序列如下，带下划线的碱基为PAM。
TaGS基因靶序列：AAGTCCCCGCTCGACCCCTGCGG(SEQ ID NO：16)。
该敲除载体转化小麦后，在sgRNA的介导下，Cas9蛋白在靶序列区域切割，形成DNA双链断裂，触发机体内的自我损伤修复机制，细胞自发修复该缺口的过程中会引入突变(本处“突变”指的是广义突变，包括插入、缺失、狭义突变等形式，这些突变中绝大多数为基因功能失活突变)。
2)重组载体的构建
1、用限制性内切酶BsaI酶切pBUE411(addgen#62200)质粒，回收约12.5kb的载体骨架，命名为BUE411。
2、根据设计的TaGS基因靶序列(SEQ ID NO：16)，合成如下带有粘性末端(下划线部分)的引物：
TaGS-1F：GGCGAAGTCCCCGCTCGACCCCTG(SEQ ID NO：17)。
TaGS-1R：AAACCAGGGGTCGAGCGGGGACTT(SEQ ID NO：18)。
3、将TaGS-1F和TaGS-1R进行退火，形成有粘性末端的双链DNA命名为TaGS-1，将其和步骤1中的胶回收产物BUE411连接，得到重组质粒pBUE411-TaGS-1。重组质粒pBUE411-TaGS-1的结构描述为：将pBUE411质粒的两个限制性内切酶BsaI的识别序列之间的小片段替换为序列表中SEQ ID NO：16的第1-20位所示DNA片段后所得的重组质粒。
本申请实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
本申请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。
实施例2、转化小麦
利用携带实施例1构建的重组质粒pBUE411-TaGS-1的农杆菌EHA105遗传转化小麦幼胚愈伤组织，转化后经过组织培养获得完整再生植株(即T0代)。
经过传代在T2代，得到TaGS基因三个同源基因TaGS-4A、TaGS-7A和TaGS-7D功能缺失的转基因植株E5。Sanger测序发现，E5植株的TaGS基因TaGS-4A为纯合突变，TaGS-7A和TaGS-7D都为双等位突变(如图2所示)。E5植株的TaGS-4A突变是第6-18位的CCCGCTCGACCCC(SEQ ID NO：19)碱基缺失13bp；E5植株的TaGS-7A第一种突变是第18位的C碱基缺失1bp，第二种突变是第17-18位的CC碱基缺失2bp；E5植株的TaGS-7D第一种突变是第20位的G碱基缺失1bp，第二种突变是第19-20位的TG碱基缺失2bp。
实施例3、盐碱胁迫下小麦TaGS基因三突突变体的耐盐碱表型
首先，将实施例2获得的T2代TaGS基因三突突变体种子E5、野生型Fielder播种到按1：1比例混匀的蛭石和营养土的土壤基质中，每穴播种12粒种子，设置2次重复。接着，用75mM混合盐碱溶液(pH 9.2，摩尔比5：1的NaHCO3：Na2CO3)浇灌至土壤饱和作为处理，用清水浇灌的作为对照，置于平地上使其均匀吸收，每组处理重复三次。将充分吸收后的穴盘放入模式植物玻璃温室中，后期用清水补水。幼苗生长环境如下：光照/黑暗时间为16h/8h，昼夜温度范围为28/26℃，相对湿度为60％到70％。
结果显示：经盐碱胁迫(75mM混合盐碱溶液)处理，E5突变体株系耐盐碱性显著高于野生型，地上部分生物量明显高于野生型，地下部分根生长抑制程度明显弱于野生型(如图3所示)。
与上述操作相同，分别用100mM或125mM混合盐碱溶液(pH 9.2，摩尔比5：1的NaHCO3：Na2CO3)浇灌至土壤饱和作为处理，用清水浇灌的作为对照，E5突变体株系耐盐碱性显著高于野生型，失绿萎蔫程度弱于野生型。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：通过对小麦中的用于转录翻译TaGS蛋白质的核酸分子进行基因编辑，减少小麦中TaGS蛋白质的表达量，实现了小麦耐盐碱性的提高，获得了耐盐碱性提高的小麦新植株。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.TaGS蛋白质或生物材料在调控植物耐盐碱性、或植物育种中的应用，其特征在于，
所述TaGS蛋白质包括如下a1)-a4)中的任一种：
a1)SEQ ID NO：1所示的TaGS-4A1蛋白、或SEQ ID NO：2所示的TaGS-4A2蛋白、或SEQ IDNO：3所示的TaGS-7A蛋白、或SEQ ID NO：4所示的TaGS-7D蛋白中的任意一种或多种；或
a2)将所述a1)中的TaGS蛋白质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TaGS蛋白质；或
a3)与所述a1)中的TaGS蛋白质具有至少75％同一性并具有相同功能的TaGS蛋白质；或
a4)在所述a1)、所述a2)或所述a3)中的TaGS蛋白质的N端或/和C端连接蛋白标签得到的、具有相同功能的TaGS蛋白质；
所述生物材料包括如下b1)-b7)中的任一种：
b1)编码a1)-a4)中的任一种所述的TaGS蛋白质的核酸分子；
b2)含有所述核酸分子的表达盒；
b3)含有所述核酸分子或所述表达盒的重组载体；
b4)含有所述核酸分子、所述表达盒或所述重组载体的重组微生物；
b5)含有所述核酸分子或所述表达盒的转基因植物细胞系；
b6)含有所述核酸分子或所述表达盒的转基因植物组织；
b7)含有所述核酸分子或所述表达盒的转基因植物器官。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述b1)中的核酸分子包括：
c1)所述TaGS-4A1蛋白、所述TaGS-4A2蛋白、所述TaGS-7A蛋白、或所述TaGS-7D蛋白的编码基因；
所述TaGS-4A1蛋白的所述编码基因包括SEQ ID NO：5、SEQ ID NO：8、或SEQ ID NO：12所示的核酸；
所述TaGS-4A2蛋白的所述编码基因包括SEQ ID NO：5、或SEQ ID NO：9、或SEQ ID NO：13所示的核酸；
所述TaGS-7A蛋白的所述编码基因包括SEQ ID NO：6、或SEQ ID NO：10、或SEQ ID NO：14所示的核酸；
所述TaGS-7D蛋白的所述编码基因包括SEQ ID NO：7、或SEQ ID NO：11、或SEQ ID NO：15所示的核酸；或
c2)与所述c1)中的编码基因具有至少75％同一性，并编码所述a1)-所述a4)中的任一种所述的TaGS蛋白质的核酸分子；或
c3)在严格条件下与所述c1)中的编码基因杂交，并编码所述a1)-所述a4)中的任一种所述的TaGS蛋白质的核酸分子。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述调控植物耐盐碱性包括调控小麦耐盐碱性，所述植物育种包括小麦育种；
优选地，所述小麦包括Fielder小麦；
优选地，所述耐盐碱性包括耐弱酸强碱盐环境；
优选地，所述弱酸强碱盐包括NaHCO3和/或Na2CO3。
4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述a3)中的所述TaGS蛋白质，与所述a1)中的TaGS蛋白质具有至少85％同一性并具有相同功能；
优选地，具有至少95％同一性，更优选为99％，进一步优选为99.9％；
优选地，所述a3)中的所述TaGS蛋白质来源于小麦。
5.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述c2)中的所述核酸分子，与所述c1)中的编码基因具有至少85％同一性并具有相同功能；
优选地，具有至少95％，更优选为99％，进一步优选为99.9％同一性。
6.一种培育耐盐碱植物的方法，其特征在于，所述方法包括降低目的植物中的TaGS蛋白质或编码所述TaGS蛋白质的核酸分子的表达量，得到耐盐碱植物；
其中，所述TaGS蛋白质或编码所述TaGS蛋白质的核酸分子为权利要求1至5中任一项所述应用中的所述TaGS蛋白质或所述核酸分子。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述降低目的植物中的所述TaGS蛋白质或所述核酸分子的表达量的方法，包括基因编辑或RNAi；
优选地，所述基因编辑包括对所述核酸分子进行切割、和/或对所述核酸分子上的碱基进行插入、删除或替换；
优选地，所述耐盐碱植物在盐碱性环境的生长优于所述目的植物；所述盐碱性环境包括pH>7、Na+>50mM的培养环境；
优选地，所述培养环境包括弱酸强碱盐环境；
优选地，所述弱酸强碱盐包括NaHCO3和/或Na2CO3。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
向所述目的植物的细胞或组织中导入表达核酸酶的遗传物质，再将导入后的细胞或组织培养成完整植株，获得所述耐盐碱植物；
优选地，所述核酸酶能够对所述核酸分子的功能区段进行特异性剪切；所述遗传物质包括DNA环状质粒、或DNA线性片段、或体外转录的RNA。
9.根据权利按要求8所述的方法，其特征在于，所述遗传物质为能转录向导RNA和表达Cas蛋白的重组载体；
所述向导RNA为由crRNA和tracrRNA通过部分碱基配对结合而成的具有回文结构的RNA；
所述crRNA包括能够与所述功能区段互补结合的RNA片段。
10.根据权利按要求8所述的方法，其特征在于，所述功能区段为SEQ ID NO：5-SEQ IDNO：15中任意一条所示核酸序列中符合5’-NX-NGG-3’或5’-CCN-NX-3’序列排列规则的片段；N表示A、G、C和T中的任一种，14≤X≤30，且X为整数，NX表示X个连续的脱氧核糖核苷酸；
优选地，所述功能区段包括SEQ ID NO：16所示的核酸序列。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，向所述目的植物的细胞或组织中导入所述遗传物质的方法包括基因枪法、农杆菌侵染法、PEG诱导原生质体法、电极法、碳化硅纤维介导法或真空渗入法。
12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述细胞包括任何能作为导入受体并能经过组织培养再生为完整植株的细胞；所述组织为任何能作为导入受体并能经过组织培养再生为完整植株的组织；
优选地，所述细胞包括原生质体细胞或悬浮细胞；所述组织包括愈伤组织、幼胚、成熟胚、叶片、茎尖、幼穗或下胚轴。
13.根据权利要求6至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述耐盐碱植物包括耐盐碱小麦，所述目的植物包括目的小麦；
优选地，所述目的小麦包括Fielder小麦。
14.一种培育盐碱敏感植物的方法，其特征在于，所述方法包括：
向目的植物中导入外源的编码TaGS蛋白质的核酸分子；或者
进一步提高所述目的植物中的所述TaGS蛋白质或编码所述TaGS蛋白质的核酸分子的表达量，得到盐碱敏感植物；
其中，所述TaGS蛋白质或编码所述TaGS蛋白质的核酸分子为权利要求1至6中任一项所述应用中的所述TaGS蛋白质或所述核酸分子。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，向所述目的植物中导入所述核酸分子的方法包括：向所述目的植物的细胞或组织中导入携带有所述核酸分子的遗传物质，所述遗传物质在所述目的植物内，以游离或整合至所述目的植物的染色体形式存在，再将导入后的细胞或组织培养成完整植株，获得所述盐碱敏感植物；
优选地，所述盐碱敏感植物包括盐碱敏感小麦，所述目的植物包括目的小麦；
优选地，所述耐盐碱植物在盐碱性环境的生长差于所述目的植物；所述盐碱性环境包括pH>7，Na+>50mM的培养环境；
优选地，所述培养环境包括弱酸强碱盐环境；
优选地，所述弱酸强碱盐包括NaHCO3和/或Na2CO3。
16.权利要求1至5中任一项所述的应用、或权利要求6至12中任一项所述的培育耐盐碱植物的方法、或权利要求13至15中任一项所述的培育盐碱敏感植物的方法中的所述TaGS蛋白质或所述生物材料。
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Non-Patent Citations (2)

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JIAN YANG等: "Cloning, characterization of TaGS3 and identification of allelic variation associated with kernel traits in wheat (Triticum aestivum L.)", BMC GENETICS, vol. 20, pages 12863 - 019 *
YUE CUI等: "Heterotrimeric G protein are involved in the regulation of multiple agronomic traits and stress tolerance in rice", BMC PLANT BIOLOGY, vol. 20, pages 12870 - 020 *

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