[发明专利]拟南芥谷胱甘肽过氧化物酶基因HAD1在植物抗干旱方面应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种拟南芥谷胱甘肽过氧化物酶HAD1基因在植物抗干旱方面的应用，属于基因工程领域。

背景技术

当前，我国人口迅速增长，粮食生产面临越来越严峻的挑战。干旱逆境伤害严重影响到了农作物的生长发育，是限制农作物产量和质量提高的主要因素，据统计，世界干旱和半干旱地区面积占世界总面积的1/3，而我国则占1/2，其中没有灌溉条件的旱地约占65％。目前，我国大约有10亿亩为中低产田，其中大部分是干旱与盐碱所致，提高作物的抗旱能力和建立高抗旱性的新品系，是当前提高粮食产量迫切需要解决的问题。虽然国际上通过多种生物学手段来提高作物的抗旱性，但至今还没有取得突破性的研究进展，随着分子生物学和基因工程研究的深入，国际上很多实验室也企图寻找抵抗干旱的关键基因，拟通过基因工程技术改良作物的抗旱性，但这方面的研究进展也仍然很缓慢。因此，认识植物对干旱的反应机制，提高植物的抗旱性，是农业增产的重要基础。

现有研究表明，当遇到干旱胁迫时，植物体内会伴随着大量的活性氧(Reactive Oxygen Species，ROS)产生。谷胱甘肽过氧化物酶(GlutathinePeroxidase，GPX)是抵御氧化胁迫的一种重要防御酶，其在动物和酵母中用于清除活性氧的功能已被证实，但它在植物中的应用还曾被报道，例如它如何应答外界胁迫，如何感受和清除非生物胁迫产生的ROS还需要进一步去探索。因此，克隆和鉴定植物中GPX功能，并研究其与干旱的关系，具有重要的理论意义和实际应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种拟南芥谷胱甘肽过氧化物酶基因HAD1在提高植物耐干旱性能上的应用。

为了实现上述目的，本发明的技术方案在于采用了一种拟南芥谷胱甘肽过氧化物酶HAD1基因在植物抗干旱方面的应用。

具体应用为将HAD1基因用于构建植物表达载体并通过植物转基因方法获得具有抗干旱性能的转基因植物。

本发明的技术方案还在于采用了一种生产抗干旱转基因植物的方法，将HAD1基因连接在pBIB超表达融合载体转化拟南芥，构建了正义表达载体并通过农杆菌介导法或基因枪法的开花转化野生型拟南芥，通过含有潮霉素抗性的MS平板上筛选，得到了转基因拟南芥。

所述的宿主植物也可以为烟草。

所述的HAD1基因，其在Genbank中的编号为AT2g43350，该基因的cDNA长625bp，编码206个氨基酸的蛋白。

本发明通过远红外成像技术从抗氧化基因突变体中筛选和鉴定了HAD1，其在Genbank中的编号为AT2g43350，该基因的cDNA长625bp，编码206个氨基酸的蛋白。通过蛋白序列分析发现其含有半胱氨酸残基，也是植物细胞保持ROS平衡的一个清除酶，但它与动物细胞不同的是该酶为一种非硒依赖的过氧化物酶，这种结构的不同导致了酶活性的改变。本发明通过将HAD1基因连接在pBIB超表达融合载体转化拟南芥，试验结果发现阳性转基因植物HAD1的表达量明显提高，该HAD1基因可用于提高农作物对干旱的耐受程度，大大降低了农作物生长过程中水灌溉的成本，可提高农作物的产量，具有重要的经济价值和广泛的应用前景。本发明还可以用于其它宿主植物的转化，如转化烟草等。

试验发现，生长20d(天)的had1突变体和野生型拟南芥幼苗，经干旱处理15d(天)后，had1植株出现萎焉，而野生型生长正常。

附图说明

图1为干旱胁迫下WT、超表达转基因(overHAD1)和had1突变体拟南芥离体叶片失水率的测定结果；

图2为ABA和H₂O₂对had1气孔开闭的影响。

具体实施方式

实施例1

HAD1基因蛋白活性的鉴定