[发明专利]拟南芥基因At4g31870在植物抗光氧化胁迫方面的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种拟南芥基因At4g31870的应用，尤其涉及该基因在植物抗光氧化胁迫方面的应用，同时，还涉及该基因At4g31870在培育抗高温胁迫转基因植物品种方面的应用，属于基因工程领域。

背景技术

光合作用是光合器官利用光能驱动合成有机化合物的复杂的物理和化学过程，植物、藻类和一些光合细菌都能进行光合作用。虽然植物的光合作用离不开光能，但是过量的光照，反而会对植物造成潜在的危害，因为强光能抑制光合作用，降低光合作用的效率和最大光合速率，严重时还会造成光合机构的光氧化破坏，从而造成农业的大量减产。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试图寻找与光氧化胁迫的相关基因，拟通过基因工程技术改良作物对强光的抗性，但这方面的研究进展也仍然很缓慢。因此，认识植物对光氧化胁迫的反应机制，提高植物的抗性，是农业增产的重要基础。

现有研究表明，当光照强度过高时，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，其在动物和酵母中清除活性氧的功能已被证明。但它在植物中如何应答外界胁迫，如何感受和是否能够清除非生物胁迫产生的ROS还未见报道。因此，克隆和鉴定植物中GPX功能，并研究其与光氧化胁迫的关系，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了一种拟南芥基因At4g31870在植物抗光氧化胁迫方面的应用，以拓展基因At4g31870的应用范围。

同时，本发明的目的还在于提供一种拟南芥基因At4g31870在培育抗光氧化胁迫转基因植物方面的应用。

为了实现上述目的，本发明的技术方案采用了一种拟南芥基因At4g31870在植物抗光氧化胁迫方面的应用。

所述的基因At4g31870为拟南芥谷胱甘肽过氧化物酶家族基因，该基因的CDS长度为702bp，编码233个氨基酸的蛋白，该蛋白为一个谷胱甘肽过氧化物酶，该基因编码的蛋白定位在叶绿体。

所述的At4g31870的基因编码一个谷胱甘肽过氧化物酶，定位在叶绿体内。

所述的At4g31870基因从拟南芥资源中心(ABRC，Ohio StateUniversity)获得。

同时，本发明的技术方案采用了一种拟南芥基因At4g31870在培育抗光氧化胁迫转基因植物方面的应用。

将At4g31870基因的超表达载体转化获得抗光氧化胁迫相关的转基因植物。

本发明利用从拟南芥资源中心获得的At4g31870基因T-DNA插入突变体，研究发现突变体对强光引起的氧化胁迫敏感，克隆得到了At4g31870基因，采用GUS组织定位和GFP融合蛋白的细胞定位方法，分析At4g31870基因的细胞和组织表达特性。

本发明利用DAB染色检测到强光下突变体的内源活性氧含量较野生型(WT)高；与WT相比，突变体相对叶绿素含量和相对电导率都有不同程度的降低，因此推测At4g31870功能缺失可能损伤了叶绿体的代谢。

本发明编号为At4g31870的基因编码一个谷胱甘肽过氧化物酶，主要定位在叶绿体内，该基因的缺失突变体对强光敏感，表现出显著的光漂白现象。本发明通过对At4g31870基因的分离和基因功能的分析鉴定，确立了At4g31870在植物抗光氧化胁迫中的作用及其调节机制，为培育抗光氧化胁迫的转基因作物新品种奠定了理论和生产实践基础。本发明从拟南芥中克隆得到能够调节植物抗氧化胁迫反应的基因At4g31870，为获得抗光氧化胁迫作物新品系提供了遗传学材料和基础。

附图说明

图1为强光胁迫对突变体mu叶片漂白的影响及内源活性氧检测；

图2为强光下mu体内活性氧检测；

图3为强光胁迫下mu相对电导率和叶绿素含量检测；

图4为At4g31870基因的组织和亚细胞定位。

具体实施方式

实施例1

At4g31870基因的体内表达和定位分析