[发明专利]一种新的植物强耐盐基因NHXFS1及其编码蛋白和应用

说明书

技术领域

本发明涉及到植物基因工程领域，具体的说是利用DNA家族改组技术获得功能显著提高的植物Na⁺/H⁺逆向转运蛋白的基因，本发明还涉及到利用此基因培育转基因耐盐植物。 

背景技术

土壤盐渍化是影响农作物生产和生态环境的一个重要的非生物胁迫因素。目前，世界上大约有20％的耕地和接近50％的灌溉用地受到盐渍的严重危害(Flowler T J，Yeo A R.Breeding for salinity resistance in crop plants.Where next？Aust.J.Plant Physiol.1995，22：875～884)。我国大约有5亿亩盐碱地，并且其面积有不断增加的趋势。培育抗盐植物是促进盐碱地开发利用、改良土壤和生态治理的有效途径。因此，利用现代生物学技术，通过对植物耐盐生理和分子生物学的深入研究，克隆和改造植物重要的耐盐基因，进而将这些基因转化到植物中以培育转基因耐盐植物新品种，对于农业生产、环境保护和生态治理等都具有重要的意义。 

高浓度的盐分对植物造成严重的伤害，主要表现在渗透胁迫和离子毒害两方面(Blumwald E，Aharon G S，Apse M P.Sodium transport in plant cells.Biochem Biophy Acta.2000，1465：140～151)。一方面，土壤中高浓度的盐分使土壤水势低于植物细胞的水势从而引起植物细胞水分亏缺即渗透胁迫；另一方面，过量渗入植物细胞的各种盐离子又会对细胞造成离子毒害，主要是Na⁺毒害。遭受渗透胁迫和离子毒害的植物细胞的质膜的通透性增加，导致过氧化胁迫、营养亏缺及一系列生理代谢反应的紊乱等次生伤害作用，从而对植物正常的生长发育造成严重危害。 

自然界中植物为了适应高浓度的盐，形成了一系列的防御机制(Bohnert H J， Nelson D E，Jensen R G.Adaptation to environmental stress.PlantCell.1995，7：1099～1111)，主要包括渗透调节和重建细胞的离子均衡两种策略。前者指植物细胞利用一些无机离子或者合成一些小分子有机化合物作为渗透调节剂，以降低细胞水势，抵御渗透胁迫。后者主要指植物细胞通过将细胞质中过量的Na⁺转运出细胞或者区隔化到液泡中，实现离子均衡、消除Na⁺毒害的目的。植物细胞的一个显著特征就是拥有体积很大的膜隔离的液泡，盐胁迫条件下，植物细胞保持细胞质低浓度Na⁺的最直接方式就是将Na⁺隔离到液泡中。这样既可以使胞质酶免受离子毒害，又能提高细胞整体的渗透压起到促进细胞吸水的作用，是自然界中耐盐植物主要的耐盐机制(Flower T J，Troke P F，Yeo A R.Themechanisms of salt tolerance in halophytes.Annu Rev PlantPhysiol.1977，28：89～121.)。