CN117844829A - 大豆耐热蛋白GmBSK1及其编码基因在调控植物抗逆性中的应用 - Google Patents
大豆耐热蛋白GmBSK1及其编码基因在调控植物抗逆性中的应用 Download PDFInfo
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- Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
Abstract
本申请公开了大豆耐热蛋白GmBSK1及其编码基因在调控植物抗逆性中的应用，属于遗传工程领域。本申请所要解决的技术问题是如何提高植物的耐热性。为此本申请提供GmBSK1蛋白及其相关生物材料在调控植物抗逆性中的应用，所述GmBSK1蛋白为氨基酸序列是SEQ ID No.1的蛋白质。本申请通过将GmBSK1蛋白的编码基因导入到受体植物中得到过表达GmBSK1基因的过表达植株，在高温胁迫条件下，过表达植株存活率显著高于受体对照，表明GmBSK1基因可以显著提高植物的抗高温胁迫能力。本申请的调控植物抗逆性基因可用于培育植物抗逆新品种。
Description
技术领域
本申请属于遗传工程领域，具体涉及大豆耐热蛋白GmBSK1及其编码基因在调控植物抗逆性中的应用。
背景技术
随着全球气候变暖的加剧，极端天气频发，高温胁迫已成为影响植物生长发育和产量形成的重大影响因素。因此，挖掘耐热基因和培育耐热品种对于保证粮食安全至关重要。大豆（Glycine max）是一种重要的油料作物，其种子富含蛋白质，是世界上70%可食用蛋白质的来源，同时也是生物柴油的新兴原料。随着全球气候变化和自然灾害的频繁发生，大豆在生长发育过程中会受到各种环境胁迫的危害，严重影响大豆的产量和品质，因此，研究大豆对逆境条件的应答与信号传导机制，提高大豆的抗逆性，成为大豆遗传研究及大豆品种改良的重要任务之一。
发明内容
本申请所要解决的技术问题是如何调控植物的抗逆性，具体地，本申请所要解决的技术问题是如何提高植物的高温抗性。所要解决的技术问题不限于所描述的技术主题，本领域技术人员通过以下描述可以清楚地理解本文未提及的其它技术主题。
为解决上述技术问题，本申请提供一种调控植物抗逆性的方法，所述方法可包括通过调控受体植物中GmBSK1蛋白的编码基因的表达或调控所述GmBSK1蛋白的活性或含量，来调控植物抗逆性，
所述GmBSK1蛋白可为下述任一种蛋白质：
a1）、氨基酸序列是SEQ ID No.1所示的蛋白质；
a2）、将a1）所示的氨基酸序列经过氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与a1）所示的氨基酸序列具有80％以上同一性，且与植物抗逆性相关的蛋白质；
a3）、在a1）或a2）的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质。
进一步地，所述的方法中，所述蛋白质可来源于大豆（Glycine max）。
上述蛋白质可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。
本申请中，SEQ ID No.1由509个氨基酸残基组成。
本申请中，所述蛋白标签（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。所述蛋白标签可为Flag蛋白标签、His蛋白标签、MBP蛋白标签、HA蛋白标签、myc蛋白标签、GST蛋白标签和/或SUMO蛋白标签等。
本申请中，a3）所述的连接可通过肽键连接。
进一步地，所述的方法中，所述调控可为上调或提高，所述方法包括通过上调受体植物中所述GmBSK1蛋白的编码基因的表达或上调所述GmBSK1蛋白的活性或含量，来提高植物抗逆性。
进一步地，所述的方法中，所述上调受体植物中所述GmBSK1蛋白的编码基因的表达或上调所述GmBSK1蛋白的活性或含量可通过向受体植物中导入所述GmBSK1蛋白的编码基因实现。
进一步地，所述的方法中，所述编码基因为如下任一项所述的DNA分子：
g1）、编码链的编码序列是SEQ ID No.2的DNA分子；
g2）、与g1）所述DNA分子具有80%以上的同一性，且调控植物抗逆性的DNA分子。
进一步地，所述的方法中，所述植物可选自双子叶植物。
进一步地，所述的方法中，所述双子叶植物可选自豆科植物。
进一步地，所述的方法中，所述豆科植物可选自大豆属植物。
进一步地，所述的方法中，所述大豆属植物可选自大豆（Glycine max）。
本申请还提供一种获得抗逆性提高的目的植物的方法，所述方法可包括通过上调受体植物中上述GmBSK1蛋白的编码基因的表达或上调所述GmBSK1蛋白的活性或含量，获得抗逆性提高的目的植物。
进一步地，所述的方法中，所述上调受体植物中所述GmBSK1蛋白的编码基因的表达或上调所述GmBSK1蛋白的活性或含量可通过向受体植物中导入所述GmBSK1蛋白的编码基因实现。
进一步地，所述方法中，所述编码基因可为如下任一项所述的DNA分子：
g1）、编码链的编码序列是SEQ ID No.2的DNA分子；
g2）、与g1）所述DNA分子具有80%以上的同一性，且调控植物抗逆性的DNA分子。
在本申请的一些实施方式中，所述GmBSK1蛋白的编码基因以重组表达载体的形式导入受体植物中。
在本申请的一些实施方式中，所述重组表达载体为所述的重组载体可为重组表达载体pTF101-GmBSK1。重组表达载体pTF101-GmBSK1的结构为：重组质粒pTF101-GmBSK1是在载体pTF101的XbaI酶切位点插入了SEQ ID No.2所示的DNA分子，保持载体pTF101的其他核苷酸序列不变。
本申请还提供与上述GmBSK1蛋白相关的生物材料的应用，所述应用可为下述A1）-A6）中任一项：
A1）、在调控植物抗逆性中的应用；
A2）、在制备调控植物抗逆性的产品中的应用；
A3）、在培育抗逆性植物中的应用；
A4）、在制备培育抗逆性植物的产品中的应用；
A5）、在植物育种或植物辅助育种中应用；
A6）、在制备植物育种或植物辅助育种的产品中应用；
所述生物材料可为下述B1）-B7）任一种：
B1）、编码上述GmBSK1蛋白的核酸分子；
B2）、含有B1）所述核酸分子的表达盒；
B3）、含有B1）所述核酸分子的重组载体、或含有B2）所述表达盒的重组载体；
B4）、含有B1）所述核酸分子的重组微生物、或含有B2）所述表达盒的重组微生物、或含有B3）所述重组载体的重组微生物；
B5）、含有B1）所述核酸分子的转基因植物细胞系或含有B2）所述表达盒的转基因植物细胞系或含有B3）所述重组载体的转基因植物细胞系；
B6）、含有B1）所述核酸分子的转基因植物组织或含有B2）所述表达盒的转基因植物组织或含有B3）所述重组载体的转基因植物组织；
B7）、含有B1）所述核酸分子的转基因植物器官或含有B2）所述表达盒的转基因植物器官或含有B3）所述重组载体的转基因植物器官。
进一步地，所述的应用中，所述植物育种的指标包括植物抗逆性。
进一步地，所述的应用中，所述植物育种的目的包括培育抗逆性提高的植物。
本申请中，所述抗逆性可为植物的高温抗性。
本申请中，所述产品可选自用于植物遗传工程的载体、细胞、植物组织。
在本申请的一些实施方式中，所述植物的高温抗性可为植物营养生长期和/或生殖生长期对高温环境的抗性。
在本申请的一些实施方式中，所述植物的高温抗性可为植物苗期和/或花期对高温环境的抗性。
在本申请的一些实施方式中，所述高温环境可为环境温度45℃（包含45℃）。
在本申请的一些实施方式中，所述高温环境可为环境温度42℃（包含42℃）。
在本申请的一些实施方式中，所述高温环境可为环境不低于温度30℃。
进一步地，所述的应用中，所述调控可为提高或促进或上调。
进一步地，所述的应用中，所述调控也可为降低或抑制或下调。
本申请中，所述调控基因表达的物质可为进行如下6种调控中至少一种调控的物质：1）在所述基因转录水平上进行的调控；2）在所述基因转录后进行的调控（也就是对所述基因的初级转录物的剪接或加工进行的调控）；3）对所述基因的RNA转运进行的调控（也就是对所述基因的mRNA由细胞核向细胞质转运进行的调控）；4）对所述基因的翻译进行的调控；5）对所述基因的mRNA降解进行的调控；6）对所述基因的翻译后的调控（也就是对所述基因翻译的蛋白质的活性进行调控）。
进一步地，所述的应用中，B1）所述核酸分子可为如下任一项所述的DNA分子：
g1）、编码链的编码序列是SEQ ID No.2的DNA分子；
g2）、与g1）所述DNA分子具有80%以上的同一性，且调控植物抗逆性的DNA分子。
SEQ ID NO.2所示的DNA分子为蛋白质GmBSK1编码基因（CDS）的核苷酸序列。本申请所述的蛋白质GmBSK1基因（GmBSK1基因）可以为任意能够编码蛋白质GmBSK1的核苷酸序列。考虑到密码子的简并性以及不同物种密码子的偏爱性，本领域技术人员可以根据需要使用适合特定物种表达的密码子。
本领域普通技术人员可以很容易地采用已知的方法，例如定向进化或点突变的方法，对本申请的编码蛋白质GmBSK1的核苷酸序列进行突变。那些经过人工修饰的，具有与本申请分离得到的蛋白质GmBSK1的核苷酸序列80％或80％以上同一性的核苷酸，只要编码蛋白质GmBSK1且具有蛋白质GmBSK1功能，均是衍生于本申请的核苷酸序列并且等同于本申请的序列。
本文B1）所述核酸分子还可包括在SEQ ID No.2所示核苷酸序列基础上经密码子偏好性改造得到的核酸分子。
本文B1）所述核酸分子还包括与SEQ ID No.2所示的核苷酸序列一致性为95%以上且来源相同种属的核酸分子。
本文所述核酸分子可以是DNA，如cDNA、基因组DNA或重组DNA；所述核酸分子也可以是RNA，如gRNA、mRNA、siRNA、shRNA、sgRNA、miRNA或反义RNA。
本文所述载体是本领域技术人员公知的，包括但不限于：质粒、噬菌体（如λ噬菌体或M13丝状噬菌体等）、黏粒（即柯斯质粒）、Ti质粒或病毒载体。具体可为Peasyblunt载体、载体pBI121和/或载体pTF101。
可用现有的植物表达载体构建含有GmBSK1基因的重组表达载体。所述植物表达载体包括但不限于如双元农杆菌载体、植物微弹轰击载体等。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，如包括但不限于农杆菌冠瘿瘤诱导（Ti）质粒基因（如胭脂合成酶Nos基因）、植物基因（如大豆贮藏蛋白基因）3'端转录的非翻译区均具有类似功能。
使用GmBSK1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或组成型启动子，它们可单独使用或与其它植物启动子结合使用；此外，使用本申请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，如加入包括但不限于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、荧光素酶基因等）、具有抗性的抗生素标记物（庆大霉素标记物、卡那霉素标记物等）或是抗化学试剂标记基因（如抗除草剂基因）等。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。
利用任何一种可以引导外源基因在植物中表达的载体，将本申请所提供的GmBSK1基因或基因的片段导入植物细胞或受体植物，可获得抗逆性提高的转基因细胞系及转基因植株。携带GmBSK1基因的表达载体可通过使用Ti质粒、Ri质粒、植物病毒载体、直接DNA转化、显微注射、电导、农杆菌介导等常规生物学方法转化植物细胞或组织,并将转化的植物组织培育成植株。
进一步地，所述应用的相关生物材料中，B2）所述的表达盒是指能够在宿主细胞中表达所述GmBSK1蛋白的DNA，该DNA不但可包括启动GmBSK1蛋白编码基因转录的启动子，还可包括终止GmBSK1蛋白编码基因转录的终止子或/和增强子序列。
在本申请的一些实施方式中，所述B3）所述的重组载体可为重组表达载体pTF101-GmBSK1。重组表达载体pTF101-GmBSK1的结构为：重组质粒pTF101-GmBSK1是在载体pTF101的XbaI酶切位点插入了SEQ ID No.2所示的DNA分子，保持载体pTF101的其他核苷酸序列不变。
进一步地，所述应用的相关生物材料中，B4）所述重组微生物具体可为酵母、细菌、藻和真菌。
进一步地，所述应用的相关生物材料中，B6）所述植物组织可来源于根、茎、叶、花、果实、种子、花粉、胚和/或花药。
进一步地，所述应用的相关生物材料中，B7）所述转基因植物器官可为转基因植物的根、茎、叶、花、果实和种子。
进一步地，所述应用的相关生物材料中，所述转基因植物细胞系、转基因植物组织和转基因植物器官可包括繁殖材料，也可不包括繁殖材料。
进一步地，所述的应用中，所述植物可选自双子叶植物。
进一步地，所述的应用中，所述双子叶植物可选自豆科植物。
进一步地，所述的应用中，所述豆科植物可选自大豆属植物。
进一步地，所述的应用中，所述大豆属植物可选自大豆（Glycine max）。
进一步地，上述应用中，所述调控植物抗逆性可为提高植物抗逆性。
具体地，所述提高植物抗逆性可为提高植物的高温抗性。
本申请中，同一性是指氨基酸序列或核苷酸序列的同一性。可使用国际互联网上的同源性检索站点测定氨基酸序列（或核苷酸序列）的同一性，如NCBI主页网站的BLAST网页。例如，可在高级BLAST2.1中，通过使用blastp作为程序，将Expect值设置为10，将所有Filter设置为OFF，使用BLOSUM62作为Matrix，将Gap existence cost，Per residue gapcost和Lambda ratio分别设置为11，1和0.85（缺省值）并进行检索一对氨基酸序列的同一性进行计算，然后即可获得同一性的值（%）。
上述80％或80％以上同一性，可为80％、85％、90％或95％以上的同一性。
所述80％以上的同一性可为至少80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%或99%的同一性。所述85%以上的同一性可为至少85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%或99%的同一性。所述90%以上的同一性可为至少90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%或99%的同一性。所述95%以上的同一性可为至少95%、96%、97%、98%或99%的同一性。
本申请中，所述的高温抗性提高的目的植株具体可从以下两个方面来提高所述目的植物的高温抗性：一方面是提高所述目的植物自身对于高温逆境的应对能力，从而减少高温对植物体本身的损伤。另一方面，所述目的植物也可以通过减少自身热响应消耗，维持正常的生理活动，以提高热胁迫下的生存能力。
在本申请的一些实施方式中，所述的高温抗性提高的目的植株在高温胁迫条件下相对于受体植物具有以下任一项所述的表现：
（1）存活率提高。
（2）目的植物中的叶绿素含量提高。
（3）目的植物的脯氨酸含量提高。
（4）目的植物中的过氧化氢酶（CAT）活性提高。
（5）目的植物的过氧化物酶（POD）活性提高。
（6）目的植物的丙二醛含量降低。
（7）目的植物中的过氧化氢（H2O2）含量降低。
（8）目的植物的超氧阴离子（O2 •-）含量降低。
本申请中，所述抗逆植物理解为不仅包含将所述GmBSK1基因转化目的植物得到的植物，也包括其子代。可以在该物种中繁殖该基因，也可用常规育种技术将该基因转移进入相同物种的其它品种，特别包括商业品种中。所述抗逆植物包括种子、愈伤组织、完整植株和细胞。
本申请通过将来源于大豆（Glycine max）的调控植物抗逆性的GmBSK1基因分别导入到受体对照植物野生型大豆（Williams 82）中，得到了过表达GmBSK1基因的纯合的大豆株系（GmBSK1-1株系和GmBSK1-2株系）。实验证明，与受体对照相比，在高温胁迫条件下，过表达GmBSK1基因的大豆植株的存活率均显著高于受体对照，长势也显著优于受体对照，表明GmBSK1基因的过表达可以显著提高植物的耐热能力（即提高了植物的抗逆性），具体表现在过表达GmBSK1基因的大豆的存活率显著提高、叶绿素含量和脯氨酸含量显著增加，并且丙二醛含量显著降低，各项生理指标均显著优于受体对照。因此，在高温胁迫条件下，过表达GmBSK1基因的大豆均表现出了更强的耐受性，表明本申请的GmBSK1蛋白及其编码基因GmBSK1可以调控植物的抗逆性（如耐热性），通过提高目的植物中GmBSK1蛋白质的含量和/或活性（如过表达GmBSK1基因）可以显著提高目的植物的抗逆性。
与现有技术相比，本申请具有以下有益技术效果：
本申请挖掘了在高温胁迫条件下能够调控植物抗逆性的新基因，对于培育植物的抗逆新品种、提高植物的抗逆性具有重要的意义和应用价值。
附图说明
图1为转GmBSK1基因大豆的幼苗时期的耐热性分析。图中CK表示正常处理组，HT表示高温处理组。A为过表达GmBSK1基因大豆和受体对照野生型在正常条件和高温处理下的表型；B为过表达GmBSK1基因大豆的PCR扩增产物电泳检测；C为过表达GmBSK1基因大豆中GmBSK1目的基因的表达量分析；D为正常生长条件和高温胁迫下过表达GmBSK1基因大豆和野生型的存活率；E-G分别为幼苗时期的过表达GmBSK1基因大豆和受体对照大豆在正常条件和高温胁迫后的叶片总叶绿素含量、叶绿素a含量和叶绿素b含量的测定结果图。
图2为转GmBSK1基因大豆在开花期的抗逆性鉴定。图中CK表示正常处理组，HT表示高温处理组。A为过表达GmBSK1基因大豆和受体对照在高温胁迫后的表型图；B为过表达GmBSK1基因大豆和受体对照在正常生长条件和高温胁迫后叶片脯氨酸含量的测定结果图；C为过表达GmBSK1基因大豆和受体对照在正常生长条件和高温胁迫后叶片丙二醛含量的测定结果图；D为过表达GmBSK1基因大豆和受体对照在正常生长条件和高温胁迫后叶片过氧化氢酶（CAT）活性的测定结果图；E为过表达GmBSK1基因大豆和受体对照在正常生长条件和高温胁迫后叶片过氧化物酶（POD）活性的测定结果图；F为过表达GmBSK1基因大豆和受体对照在正常生长条件和高温胁迫后叶片中过氧化氢（H2O2）的测定结果图；G为过表达GmBSK1基因大豆和受体对照在正常生长条件和高温胁迫后叶片中超氧阴离子（O2 •-）的测定结果图；图2中H为大豆种子饱满程度的4个等级；图2中I为高温胁迫后过表达GmBSK1基因大豆和受体对照不同等级种子重量的百分比测定结果图，每个柱形图自下而上是各组大豆中等级I至等级IV的种子占比。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本申请进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本申请，而不是为了限制本申请的范围。以下提供的实施例可作为本技术领域普通技术人员进行进一步改进的指南，并不以任何方式构成对本申请的限制。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。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。
下述实施例中的定量试验，如无特殊说明均设置三次重复，结果取平均值。
下面结合具体实施方式对本申请进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本申请，而不是为了限制本申请的范围。以下提供的实施例可作为本技术领域普通技术人员进行进一步改进的指南，并不以任何方式构成对本申请的限制。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。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。
下述实施例中的大豆品种“Williams 82”（简称W82）和“中黄13”记载在下述文献中：宋健. 大豆种皮色相关基因的图位克隆及功能解析[D].中国农业科学院,2019.，公众可从申请人获得上述生物材料，所得上述生物材料只为重复本申请的实验所用，不可作为其它用途使用。
下述实施例中的载体pTF101记载于如下文献中：Yu TF, Liu Y, FuJD, Ma J,Fang ZW, Chen J,Zheng L, Lu ZW, Zhou YB, Chen M, Xu ZS and Ma YZ. （2021） TheNF-Y-PYR module integrates the abscisic acid signal pathway to regulate plantstress tolerance. Plant Biotechnology Journal,（2021）19,pp.2589–2605.。公众可从申请人获得上述生物材料，所得上述生物材料只为重复本申请的实验所用，不可作为其它用途使用。
下述实施例中的根癌农杆菌GV3101为北京拜尔迪生物技术公司产品。
下述实施例中pEasyblunt载体为北京全式金生物科技有限公司产品，货号：CB501-01。
下述实施例中YEP液体培养基为北京酷来搏科技有限公司产品，货号：PM4400。
下述实施例中YEP固体培养基为北京酷来搏科技有限公司产品，货号：PM4401。
下述实施例中B5培养基为北京酷来搏科技有限公司产品，货号：PM1322-307。
下述实施例中丙二醛（MDA）含量检测试剂盒为北京索莱宝科技有限公司产品，货号为BC0025。
下述实施例中脯氨酸含量检测试剂盒为北京索莱宝科技有限公司产品，货号为BC0290。
下述实施例中过氧化氢（H2O2）含量检测试剂盒为苏州科铭生物技术有限公司产品，货号为H2O2-1-Y。
下述实施例中超氧阴离子（O2 •-）含量检测试剂盒为苏州科铭生物技术有限公司产品，货号为SA-1-G。
下述实施例中过氧化氢酶（CAT）活性检测试剂盒为苏州科铭生物技术有限公司产品，货号为CAT-1-Y。
下述实施例中过氧化物酶（POD）活性检测试剂盒为苏州科铭生物技术有限公司产品，货号为POD-1-Y。
下述实施例采用GraphPad Prism统计软件对数据进行处理，实验结果以平均值±标准偏差表示，采用ONE-way ANOVA检验，不同小写字母表示同一条件下不同大豆株系材料间差异显著（P＜0.05）；相同字母则表示无显著差异（P>0.05）。
实施例1、GmBSK1蛋白及其编码基因的获得
正常条件下生长2周左右的中黄13大豆幼苗经45℃高温处理2小时，用液氮速冻，-80 ℃保存备用。采用Trizol法（TianGen）提取大豆叶片总RNA，用反转录酶XL（AMV）合成第一链cDNA。采用SMART法合成ds cDNA，PCR产物进行1.0%琼脂糖凝胶电泳检测。
通过5’RACE和3’RACE的方法获得GmBSK1基因的编码序列，GmBSK1基因的编码序列为核苷酸序列是SEQ ID No.2的DNA分子。将GmBSK1的DNA分子序列连接到pEasyblunt载体上形成pEasyblunt-GmBSK1重组载体。将从大豆品种“中黄13”中分离克隆出的植物抗逆性相关蛋白基因命名为GmBSK1基因。GmBSK1基因的编码序列（CDS）是SEQ ID No.2，编码氨基酸序列是SEQ ID No.1的蛋白质，命名为GmBSK1蛋白。
实施例2、GmBSK1蛋白对大豆抗逆性的影响
一、重组表达载体的构建
1、以实施例1中得到的pEasyblunt-GmBSK1重组载体为模板，采用GmBSK1-101F和GmBSK1-101R组成的引物对进行PCR扩增，得到PCR扩增产物，并进行PCR产物胶回收。GmBSK1-101F和GmBSK1-101R的序列（5’-3’）如下：
GmBSK1-101F：GAGAACACGGGGGACTCTAGAATGGGTTGTTGCCAAT（SEQ ID No.3，其中第16-21位为XbaI酶切识别位点，第22-37位为编码序列5’端序列）；
GmBSK1-101R：GCCCTTGCTCACCATTCTAGATCTTGCTCCTCTTTGC（SEQ ID No.4，其中第16-21位为XbaI酶切识别位点，第22-37位为编码序列3’端序列）。
2、用限制性内切酶XbaI酶切载体pTF101，回收载体骨架。
3、将步骤1的PCR回收产物和步骤2的载体骨架利用In-Fusion技术进行连接，得到重组质粒pTF101-GmBSK1。经公司测序正确后，提取阳性菌液质粒备用。
重组质粒pTF101-GmBSK1是在载体pTF101的XbaI酶切位点插入了SEQ ID No.2所示的DNA分子，保持载体pTF101的其他核苷酸序列不变，重组质粒pTF101-GmBSK1可表达氨基酸序列是SEQ ID No.1的GmBSK1蛋白。
二、过表达GmBSK1基因大豆的获得
1、将重组质粒pTF101-GmBSK1导入农杆菌GV3101，得到含有重组质粒的农杆菌GV3101/pTF101-GmBSK1。
（1）将含有重组质粒的农杆菌GV3101/pTF101-GmBSK1接种于YEP液体培养基中，28℃、3000 rpm培养约18小时。
（2）将步骤（1）获得的菌液划线于含50 μg/L链霉素及50 μg/L卡那霉素YEP固体培养基中，28℃培养约2天。
2、将大豆种子（Williams 82）经氯气消毒8小时，然后均匀播种于灭菌的B5培养基内，培养至胚根形成。
3、完成步骤2后，然后将大豆子叶以及子叶节以下的胚根切除，然后培养至大豆愈伤组织长出，用含有重组载体的农杆菌GV3101（GV3101/pTF101-GmBSK1）侵染愈伤组织，经过培养后得到转GmBSK1基因大豆即为T0代过表达GmBSK1基因大豆。
4、T0代过表达GmBSK1基因大豆种植直至收获大豆种子筛选纯合株系：提取植株的DNA，PCR的方法验证过表达GmBSK1基因阳性植株（含有GmBSK1基因的编码序列（SEQ IDNO.2））收获种子继续种植繁育，直至在第三代（T3）中筛选到完全能正常生长的稳定转化的纯合株系，分别命名为：GmBSK1-OE1株系和GmBSK1-OE2株系。收获GmBSK1-OE1株系（OE1）和GmBSK1-OE2株系（OE2）的种子用于后续实验。
提取野生型Williams 82大豆植株、GmBSK1-OE1和GmBSK1-OE2植株的DNA，PCR的方法验证过表达GmBSK1基因阳性植株，以重组质粒pTF101-GmBSK1为阳性对照。阳性植株中的目的片段为2000bp（图1中B）。其中PCR的方法验证过表达GmBSK1基因阳性植株的引物序列（5’-3’）如下，
引物序列F：GACGCACAATCCCACTATCCTTCGC（SEQ ID No.5）；
引物序列R：TCTTGCTCCTCTTTGC（SEQ ID No.6）。
三、检测GmBSK1基因的相对表达量
取野生型Williams 82大豆、GmBSK1-OE1（OE1）和GmBSK1-OE2（OE2）的大豆叶片，提取总RNA并反转录得到cDNA，以cDNA为模板进行qRT-PCR，采用Actin基因作为内参基因，检测GmBSK1基因的相对表达量。
用于检测GmBSK1基因的引物序列（5’-3’）如下：
GmBSK1ygdl-F：TCGATGTTGCTGAGAGTGGGAG（SEQ ID No.7）；
GmBSK1ygdl-R：TACCAACGCCGGAAGCCTC（SEQ ID No.8）；
用于检测Actin基因的引物序列（5’-3’）如下：
Actin-F：CTGTTGGAAGGTGCTGAG（SEQ ID No.9）；
Actin-R：ACATTGTTCTTAGTGGTGGCT（SEQ ID No.10）。
结果表明，转GmBSK1基因大豆中GmBSK1基因的表达量是野生型（受体对照）大豆的3-5倍，差异具有显著性。外源基因GmBSK1基因不但已顺利整合到大豆的基因组上，而且能够在过表达GmBSK1基因大豆中正常转录表达（图1中C）。
四、大豆的抗逆性鉴定
1、过表达GmBSK1基因大豆苗期抗逆性鉴定
鉴定了转GmBSK1基因大豆在苗期土培条件下的耐热性。
待测株系为：步骤二得到的转GmBSK1基因大豆株系（GmBSK1-OE1株系、和GmBSK1-OE2株系的大豆）的种子和野生型大豆（Williams 82大豆）。
试验分为两组进行，高温胁迫组（HT）和正常组（CK），每组分别设置15株植株，每个花盆各5株植株，种植3盆。
高温胁迫组（HT）：称取相同质量的土装在花盆中，每盆分别播种GmBSK1-OE1大豆种子、GmBSK1-OE2大豆种子或野生型大豆（Williams 82大豆）种子5粒，播种相同粒数的过表达GmBSK1基因大豆和受体对照。待幼苗生长至四叶期后，进行45℃高温处理并观察其表型，高温胁迫5小时后测量15株大豆存活率及叶绿素含量。
正常组（CK）：称取相同质量的土，装在花盆中，每盆分别播种GmBSK1-OE1大豆种子、GmBSK1-OE2大豆种子或野生型大豆（Williams 82大豆）种子5粒。待幼苗生长至四叶期后不改变培养条件，与高温胁迫组同时测量存活率及叶绿素含量。高温胁迫组和正常组除了高温处理阶段的生长温度不同外，其它实验条件均相同。
样品叶绿素含量的测定：分别取相同质量同时期对应的高温胁迫组与正常组大豆的叶片各0.2 g（每个样本3个重复），将其剪成1 cm左右的小长条放于相对应的10 mL的离心管中，并分别向离心管中加入5 mL 80%的丙酮，室温黑暗过夜静置。用酶标仪测量645nm和663nm的吸光度。并根据吸光度计算叶绿素的含量，计算公式如下：
叶绿素a含量（mg/g 鲜重）= 0.01×（12.7× A663 – 2.69 × A645）÷0.2
叶绿素b含量（mg/g 鲜重）= 0.01×（22.9× A645 – 4.68 × A663）÷0.2
总叶绿素含量（mg/g 鲜重）= 0.01×（20.21× A645 +8.02 × A663）÷0.2
注：公式中A645表示酶标仪测量的645nm下的样品吸光度，A663表示酶标仪测量的663nm下的样品吸光度。
结果如图1所示，图1中WT表示受体对照野生型大豆；OE1表示GmBSK1-OE1株系的大豆；OE2表示GmBKS1-OE2株系的大豆。图1中A为幼苗时期的过表达GmBSK1基因大豆和受体对照分别在正常条件和高温处理后表型照片。图1中D为幼苗时期的过表达GmBSK1基因大豆和受体对照分别正常条件和高温处理后的存活率。图1中E-G分别为总叶绿素，叶绿素a和叶绿素b含量的测定结果。
结果表明，高温胁迫后，受体对照出现严重的萎蔫，然而转GmBSK1基因大豆植株的长势以及存活率显著优于对照。转GmBSK1基因大豆植株在高温处理下的总叶绿素，叶绿素a和叶绿素b含量显著高于受体对照。以上结果进一步表明GmBSK1基因的过表达可以显著提高植物的高温耐受性。
2、过表达GmBSK1基因大豆开花期抗逆性鉴定
为进一步验证在土壤栽培下过表达GmBSK1基因能否提高过表达GmBSK1基因大豆的抗逆性，鉴定了转GmBSK1基因大豆在土培条件下开花期的高温耐受性。
待测植株株系为：步骤二得到的转GmBSK1基因大豆株系（GmBSK1-OE1株系和GmBSK1-OE2株系的大豆）的种子和野生型大豆（Williams 82大豆）。
试验分为两组进行，高温胁迫组（HT）和正常组（CK），每组分别设置15株植株，每个花盆各5株植株，种植3盆。
高温胁迫组（HT）：称取相同质量的土装在花盆中，每盆分别播种GmBSK1-OE1大豆种子、GmBSK1-OE2大豆种子或野生型大豆（Williams 82大豆）种子5粒，播种相同粒数的过表达GmBSK1基因大豆和受体对照。待幼苗生长至开花期时浇水一次后开始进行高温处理，在高温温室中，42℃/30℃（白天16小时/黑夜8小时）连续处理1周，然后拍照、统计存活率并测定脯氨酸，丙二醛，过氧化氢（H2O2）和超氧阴离子（O2 •-）含量及过氧化氢酶（CAT）活性和过氧化物酶（POD）活性。脯氨酸、丙二醛（MDA）、过氧化氢（H2O2）、超氧阴离子（O2 •-）含量、过氧化氢酶（CAT）活性和过氧化物酶（POD）活性的测定方法参照试剂盒的说明书操作。
正常组（CK）：称取相同质量的土，装在花盆中，每盆分别播种GmBSK1-OE1大豆种子、GmBSK1-OE2大豆种子或野生型大豆（Williams 82大豆）种子5粒。待幼苗生长至开花期后，用水进行浇灌1次，浇灌1次一周后观察其表型，测量地上部分的鲜重。正常生长处理和高温胁迫处理除了高温胁迫期间的生长温度不同外，其它实验条件均相同。
结果如图2所示，图2中WT表示受体对照野生型大豆；OE1表示GmBSK1-OE1株系的大豆；OE2表示GmBSK-OE2株系的大豆。其中：图2中A为过表达GmBSK1大豆和受体对照分别在正常条件和高温处理后的表型照片。可以看出正常条件（CK）下三种待测植株株系没有显著差异。高温处理一周后，野生型Williams 82大豆出现严重的萎蔫，转GmBSK1基因大豆植株GmBSK1-OE1株系、GmBSK1-OE2株系的长势要优于野生型Williams 82大豆，GmBSK1-OE1株系、GmBSK1-OE2株系在高温处理后的存活率分别为84.4%和75.6%，显著高于野生型Williams 82大豆的存活率64.4%。
图2中B-G为过表达GmBSK1基因大豆和受体对照在正常条件和高温处理后的各生理指标的测定。结果表明：（1）在正常条件下，GmBSK1-OE1株系、GmBSK1-OE2株系和野生型Williams 82大豆的脯氨酸含量、丙二醛含量、过氧化氢酶（CAT）活性活性、过氧化物酶（POD）活性、过氧化氢（H2O2）含量和超氧阴离子（O2 •-）含量没有显著差别。（2）高温胁迫组中GmBSK1-OE1株系、GmBSK1-OE2株系和野生型Williams 82大豆的脯氨酸含量、丙二醛含量、过氧化氢酶（CAT）活性活性、过氧化物酶（POD）活性、过氧化氢（H2O2）含量和超氧阴离子（O2 •-）含量与正常条件下的植株均存在显著差异，具体地，（2-a）高温胁迫组中GmBSK1-OE1株系和GmBSK1-OE2株系的脯氨酸含量、过氧化氢酶（CAT）活性活性和过氧化物酶（POD）活性均高于野生型Williams 82大豆。（2-b）高温胁迫组中GmBSK1-OE1株系和GmBSK1-OE2株系的丙二醛含量、过氧化氢（H2O2）含量和超氧阴离子（O2 •-）含量均低于野生型Williams 82大豆。
图2中H为大豆种子饱满程度的4个等级；等级I：种子重量范围为0.121-0.260g；等级II ：种子重量范围为0.091 - 0.120g；等级III ：种子重量范围为0.036 - 0.090g；等级IV：种子重量范围为0.003 - 0.035g。
图2中I为高温胁迫后过表达GmBSK1基因大豆和受体对照不同等级种子重量的百分比测定结果，每个柱形图从下至上分别为等级I-等级IV的种子占比。GmBSK1-OE1株系中等级I的种子占比为81.0%，等级II的种子占比为11.7%，等级III的种子占比为4.7%，等级IV的种子占比为2.6%。GmBSK1-OE2株系中等级I的种子占比为83.1%，等级II的种子占比为10.8%，等级III的种子占比为4.2%，等级IV的种子占比为1.9%。野生型大豆株系中等级I的种子占比为75%，等级II的种子占比为13.7%，等级III的种子占比为8.0%，等级IV的种子占比为3.3%。结果表明存活植株在结实后，过表达GmBSK1基因大豆的种子饱满程度高于对照。
以上结果表明：通过提高目的植物中GmBSK1蛋白编码基因的表达可以显著提高目的植物的耐热性。证明本申请的GmBSK1蛋白及其编码基因GmBSK1可以调控植物的抗逆性。
以上对本申请进行了详述。对于本领域技术人员来说，在不脱离本申请的宗旨和范围，以及无需进行不必要的实验情况下，可在等同参数、浓度和条件下，在较宽范围内实施本申请。虽然本申请给出了特殊的实施例，应该理解为，可以对本申请作进一步的改进。总之，按本申请的原理，本申请欲包括任何变更、用途或对本申请的改进，包括脱离了本申请中已公开范围，而用本领域已知的常规技术进行的改变。
Claims (10)
1.一种调控植物抗逆性的方法，其特征在于，所述方法包括通过调控受体植物中GmBSK1蛋白的编码基因的表达或调控所述GmBSK1蛋白的活性或含量，来调控植物抗逆性，所述GmBSK1蛋白为下述任一种蛋白质：
a1）、氨基酸序列是SEQ ID No.1所示的蛋白质；
a2）、将a1）所示的氨基酸序列经过氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与a1）所示的氨基酸序列具有80％以上同一性，且与植物抗逆性相关的蛋白质；
a3）、在a1）或a2）的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调控为上调或提高。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述调控受体植物中所述GmBSK1蛋白的编码基因的表达或调控所述GmBSK1蛋白的活性或含量通过向受体植物中导入所述GmBSK1蛋白的编码基因实现。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述编码基因为如下任一项所述的DNA分子：
g1）、编码链的编码序列是SEQ ID No.2的DNA分子；
g2）、与g1）所述DNA分子具有80%以上的同一性，且调控植物抗逆性的DNA分子。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：所述植物选自双子叶植物。
6.一种获得抗逆性提高的目的植物的方法，所述方法包括通过上调受体植物中权利要求1中所述GmBSK1蛋白的编码基因的表达或上调所述GmBSK1蛋白的活性或含量，获得抗逆性提高的目的植物。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述上调受体植物中所述GmBSK1蛋白的编码基因的表达或上调所述GmBSK1蛋白的活性或含量通过向受体植物中导入所述GmBSK1蛋白的编码基因实现。
8.与权利要求1中所述GmBSK1蛋白相关的生物材料的应用，其特征在于：所述应用为下述A1）-A6）中任一项：
A1）、在调控植物抗逆性中的应用；
A2）、在制备调控植物抗逆性的产品中的应用；
A3）、在培育抗逆性植物中的应用；
A4）、在制备培育抗逆性植物的产品中的应用；
A5）、在植物育种或植物辅助育种中应用；
A6）、在制备植物育种或植物辅助育种的产品中应用；
所述生物材料为下述B1）-B7）任一种：
B1）、编码权利要求1中所述GmBSK1蛋白的核酸分子；
B2）、含有B1）所述核酸分子的表达盒；
B3）、含有B1）所述核酸分子的重组载体、或含有B2）所述表达盒的重组载体；
B4）、含有B1）所述核酸分子的重组微生物、或含有B2）所述表达盒的重组微生物、或含有B3）所述重组载体的重组微生物；
B5）、含有B1）所述核酸分子的转基因植物细胞系或含有B2）所述表达盒的转基因植物细胞系或含有B3）所述重组载体的转基因植物细胞系；
B6）、含有B1）所述核酸分子的转基因植物组织或含有B2）所述表达盒的转基因植物组织或含有B3）所述重组载体的转基因植物组织；
B7）、含有B1）所述核酸分子的转基因植物器官或含有B2）所述表达盒的转基因植物器官或含有B3）所述重组载体的转基因植物器官。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：
B1）所述核酸分子为如下任一项所述的DNA分子：
g1）、编码链的编码序列是SEQ ID No.2的DNA分子；
g2）、与g1）所述DNA分子具有80%以上的同一性，且调控植物抗逆性的DNA分子。
10.根据权利要求8或9所述的应用，其特征在于：所述植物选自双子叶植物。
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1033405A2 (en) * | 1999-02-25 | 2000-09-06 | Ceres Incorporated | Sequence-determined DNA fragments and corresponding polypeptides encoded thereby |
| US20090307800A1 (en) * | 2008-06-10 | 2009-12-10 | Pioneer Hi-Bred International, Inc. | Compositions and Methods of Use of Mitogen-Activated Protein Kinase Kinase Kinase |
| US20110243975A1 (en) * | 2008-11-28 | 2011-10-06 | Teruhiko Terakawa | Transformed soybean plant which accumulates vaccine, and use thereof |
| CN104892740A (zh) * | 2014-03-05 | 2015-09-09 | 中国农业科学院作物科学研究所 | 植物耐逆性相关蛋白GmEF13及其编码基因和应用 |
| US20160244777A1 (en) * | 2007-06-06 | 2016-08-25 | Monsanto Technology Llc | Genes and uses for plant enhancement |
| CN111153976A (zh) * | 2020-01-17 | 2020-05-15 | 沈阳农业大学 | 一种水稻防御机制调控蛋白质及其在育种中的应用 |
| CN112553223A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-03-26 | 浙江省农业科学院 | 一个参与调控番茄果实果尖果型和番茄红素合成的基因SlBSK1及其应用 |
| CN116640193A (zh) * | 2022-02-15 | 2023-08-25 | 中国农业科学院作物科学研究所 | 大豆抗逆相关蛋白GmSQLE1及其编码基因在调控植物抗逆性中的应用 |
| CN117264964A (zh) * | 2022-06-13 | 2023-12-22 | 中国农业科学院作物科学研究所 | 小麦TaGSKB蛋白及其编码基因在调控植物耐逆性中的应用 |
-
2024
- 2024-03-05 CN CN202410247971.XA patent/CN117844829B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1033405A2 (en) * | 1999-02-25 | 2000-09-06 | Ceres Incorporated | Sequence-determined DNA fragments and corresponding polypeptides encoded thereby |
| US20160244777A1 (en) * | 2007-06-06 | 2016-08-25 | Monsanto Technology Llc | Genes and uses for plant enhancement |
| US20090307800A1 (en) * | 2008-06-10 | 2009-12-10 | Pioneer Hi-Bred International, Inc. | Compositions and Methods of Use of Mitogen-Activated Protein Kinase Kinase Kinase |
| US20110243975A1 (en) * | 2008-11-28 | 2011-10-06 | Teruhiko Terakawa | Transformed soybean plant which accumulates vaccine, and use thereof |
| CN104892740A (zh) * | 2014-03-05 | 2015-09-09 | 中国农业科学院作物科学研究所 | 植物耐逆性相关蛋白GmEF13及其编码基因和应用 |
| CN111153976A (zh) * | 2020-01-17 | 2020-05-15 | 沈阳农业大学 | 一种水稻防御机制调控蛋白质及其在育种中的应用 |
| CN112553223A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-03-26 | 浙江省农业科学院 | 一个参与调控番茄果实果尖果型和番茄红素合成的基因SlBSK1及其应用 |
| CN116640193A (zh) * | 2022-02-15 | 2023-08-25 | 中国农业科学院作物科学研究所 | 大豆抗逆相关蛋白GmSQLE1及其编码基因在调控植物抗逆性中的应用 |
| CN117264964A (zh) * | 2022-06-13 | 2023-12-22 | 中国农业科学院作物科学研究所 | 小麦TaGSKB蛋白及其编码基因在调控植物耐逆性中的应用 |
Non-Patent Citations (8)
| Title |
|---|
| "PREDICTED: Glycine soja serine/threonine-protein kinase BSK1-like (LOC114403981), transcript variant X1, mRNA", 《GENBANK》, 12 March 2019 (2019-03-12) * |
| LAM H.M.等: "Putative serine/threonine-protein kinase", 《EMBL》, 24 January 2024 (2024-01-24) * |
| LI Y等: "Genome-wide identification and expression analysis reveals spinach brassinosteroid-signaling kinase (BSK) gene family functions in temperature stress response", 《BMC GENOMICS》, vol. 23, no. 1, 20 June 2022 (2022-06-20), pages 12864 - 022, XP021304508, DOI: 10.1186/s12864-022-08684-5 * |
| WENCHAO YIN等: "Brassinosteroid-regulated plant growth and development and gene expression in soybean", 《THE CROP JOURNAL》, vol. 7, no. 3, 30 June 2019 (2019-06-30), pages 411 - 418 * |
| XUAN H等: "Key Soybean Seedlings Drought-Responsive Genes and Pathways Revealed by Comparative Transcriptome Analyses of Two Cultivars", 《INT J MOL SCI》, vol. 23, no. 5, 7 March 2022 (2022-03-07), pages 10 * |
| ZHU B等: "Identification and characterization of a novel heat shock transcription factor gene, GmHsfA1, in soybeans (Glycine max)", 《J PLANT RES》, vol. 119, no. 3, 29 March 2006 (2006-03-29), pages 247 - 256, XP019387760, DOI: 10.1007/s10265-006-0267-1 * |
| 王利彬: "大豆苗期干旱和高温胁迫应答机制研究及关键转录因子的筛选", 《中国优秀博士学位论文全文数据库农业科技辑》, no. 2019, 15 February 2019 (2019-02-15), pages 047 - 54 * |
| 赵婉莹等: "大豆GmbZIP16的抗旱功能验证及分析", 《中国农业科学》, vol. 51, no. 15, 2 August 2018 (2018-08-02), pages 6 - 18 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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