[发明专利]一种与植物耐低温相关的基因及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，尤其是一种与植物耐低温相关的基因及其应用。

背景技术

大豆是世界上重要的蛋白和油料作物。低温对大豆生长造成严重影响，特别是在生长后期，冷胁迫往往对大豆产量造成严重破坏，成为限制大豆产量提高的重要因素。长期以来，人们主要用传统遗传育种的方法对大豆的抗寒性进行改良，然而这种方法具有效率低、周期性长的缺点，并且随着长期的使用其效果越来越不明显。利用转基因技术将抗寒相关基因转化到大豆中是提高大豆抗寒性的一个更直接有效的途径和必然趋势。

目前，植物抗冷机制在拟南芥中研究较多，其中研究的最为清楚的是CBFs(CRT-binding factor1)转录因子，包括CBFs的上下游发挥功能的各个基因所介导的冷信号通路(Jaglo-Ottosen et al.，1998；Gilmour et al.，2000)。另外，除了CBFs转录因子介导的冷信号通路外，其他独立于CBFs转录因子之外的冷信号通路的研究也取得了一些进展(Zhu et al.，2004；Xin et al.，2007；Zhu et al.，2008)。

大豆抗冷机理的研究相对较少，冷相关基因的克隆和功能研究相对滞后。目前，主要通过同源克隆的方法在大豆中克隆了一些冷相关的基因。这些基因主要包括一些Ap2、bZIP、MYB、WRKY等家族的转录因子。Chen等通过同源搜索大豆EST数据库得到一个含有Ap2结构域的基因GmDREB3，其可以和干旱应答元件DRE结合，此基因受冷诱导上调，同时此基因转化拟南芥的过表达植株能增强对冷、干旱、盐等胁迫条件的抗性(Chen et al.，2008)。Liao等以拟南芥bZIP结构域为探针对大豆EST序列搜索、拼接，最终鉴定了4个bZIP家族的基因，其表达受到不同胁迫条件的调节，可以同ABRE元件结合并且其转化拟南芥的过表达植株增强了对冷冻和盐胁迫条件的抗性(Liao et al.，2008)。Zhou等通过同源比对的方法鉴定了数个含有WRKY结构域的基因，能同W-box作用元件结合，其表达受盐、干旱、冷等胁迫条件的调节，其转基因过表达拟南芥植株对盐、干旱、冷等胁迫的抗性增加(Zhou et al.，2008)。Cheng等利用cDNA-AFLP技术在大豆胚轴中得到一个受冷上调的基因，其过表达拟南芥植株增强了对冷、干旱和盐的抗性(Cheng et al.，2009)。Xie等利用RACE技术得到2个trihelix家族的转录因子，其蛋白被定为在细胞核中表达，其过表达拟南芥植株增强了对冷、干旱和盐的抗性(Xie et al.，2009)。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种与植物耐低温相关的基因及其应用。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种与植物耐低温相关的基因，其具有序列表中SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列。

含有上述基因的重组表达载体，所用空载体为PEGAD。

将目的基因插入到PEGAD的限制性内切酶Sma I和BamH I酶切识别位点之间，得到重组表达载体。

含有上述基因的重组表达载体，所用空载体为pTCK303。

将目的基因连入pTCK303上的限制性内切酶Kpn I和BamH I酶切识别位点之间，以及SpeI和SacI酶切识别位点之间，得到重组表达载体。

上述基因在培育耐低温转基因植物中的应用。

首先构建含有SEQ ID NO：1所示基因的重组表达载体，然后利用所得重组表达载体构建转化体，再利用所得转化体转化目的植物，筛选阳性植株，经过三代筛选得到纯合的与正常植物相比具有高抗寒性的转基因植物。

所述目的植物为大豆。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：发明人通过大量科学研究证明本发明的基因对植物的低温胁迫具有应答性，证明其与植物的耐寒性具有紧密联系，基于此，利用现有常规基因工程方法能够得到具有高耐寒性的转基因植物，对提高作物的产量具有重大意义。

附图说明

图1为低温胁迫下定量PCR检测到的GmICT1在大豆根及叶中的表达特征。

图2以毛状根体系分析低温胁迫时GmICT1在大豆根中的表达模式分析。

具体实施方式

以下实施例详细说明了本发明。本发明所使用的各种原料及各项设备均为常规市售产品，均能够通过市场购买直接获得。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，结果取平均值。

本发明的基因及其编码的蛋白质，来源于大豆属大豆(Glycine max L.)，将其命名为GmICT1。