[发明专利]拟南芥AT5G49330基因在盐胁迫反应方面的应用

说明书

本发明属于植物基因工程领域，具体涉及拟南芥AT5G49330基因在调控植物盐胁迫反应方面的应用。该基因通过调控、影响盐胁迫下的活性氧积累和盐胁迫信号转导途径调控、影响植物盐胁迫反应；将该基因突变后，突变材料对盐敏感；而将该基因超表达后，突变材料株系更加耐盐。本申请证明了：拟南芥AT5G49330通过调控盐胁迫下的活性氧积累及影响盐胁迫信号途径调节了植物对于盐胁迫的反应。该基因的缺失造成拟南芥在种子萌发及幼苗生长对于盐胁迫高度敏感表型，该基因的超表达促进植物盐胁迫耐性。而利用这一特性，极有可能利用这一基因为培育耐盐、高产的农作物品种奠定良好的理论基础和应用基础。

技术领域

本发明属于植物基因工程领域，具体涉及拟南芥AT5G49330基因在调控植物盐胁迫反应方面的应用。

背景技术

生物或非生物胁迫是影响植物生长发育的重要原因之一，受限于我国多盐碱地的实际情况，因此高盐等非生物胁迫往往对于作物产量的提升具有重要影响。高盐胁迫条件下，植物细胞通常会受到离子毒害、渗透胁迫和氧化损伤等影响，因此，研究植物中盐胁迫反应重要组分及功能机制，对于深入理解植物盐胁迫反应机制，合理利用基因资源，培育耐盐、高产的农作物品种，具有重要的理论及现实意义。

拟南芥AT5G49330基因编码植物中R2R3-MYB类转录因子，其CDS长度为1026 bp，编码含有342个氨基酸的转录因子蛋白。针对R2R3-MYB类转录因子，现有研究中，虽然部分研究认为该家族的部分基因与植物抗性相关，但针对拟南芥AT5G49330基因而言，已有研究证实其调控拟南芥黄酮醇类次生代谢物质的生物合成，并未发现其在植物非生物胁迫中的功能及作用的相关报道。

发明内容

本申请目的在于提供拟南芥AT5G49330基因在植物盐胁迫反应方面的新用途，从而为拓展该基因的新用途、以及培育新的耐盐作物品种奠定一定理论和应用基础。

本申请所采取的技术方案详述如下。

拟南芥AT5G49330基因在在盐胁迫反应方面的应用，该基因编码的蛋白质调控植物黄酮醇生物合成，其主要通过调控、影响盐胁迫下的活性氧积累和盐胁迫信号转导途径调控、影响植物盐胁迫反应；将该基因突变（失活、无法表达或无法正确表达原有蛋白）后，突变材料对盐敏感；而将该基因超表达后，突变材料株系更加耐盐。

具体而言：

拟南芥AT5G49330基因的T-DNA插入突变体及Cas9基因编辑株系，在种子萌发及幼苗生长对于盐胁迫的高度敏感；

而AT5G49330基因超表达（拟南芥）株系则表现出较高的耐盐性（具体例如：可耐受培养基质中不超过300 mM NaCl含量，具体例如可耐受培养基质中150 mM NaCl，此含量情况下对于植株生长发育不具有影响）；

分析表明：盐处理条件下，相对于野生型（WT），突变体植株中黄酮醇含量较低、活性氧积累较多（例如可通过活性氧清除酶SOD、POD、CAT对应基因含量情况进行监测判定）、抗氧化酶活性较低、抗氧化能力较弱；而转基因超表达株系则相反；

换言之，AT5G49330的表达受到盐胁迫的诱导，盐胁迫下突变体中黄酮醇合成途径关键酶基因、抗氧化酶相关基因、盐胁迫反应基因的表达水平显著低于野生型。

利用上述结论，可设计一种提高植物耐盐胁迫能力的转基因植物培育方法，即，通过基因工程技术，将AT5G49330基因进行超表达，进而提升新培育的转基因植物的耐盐能力；所述植物，具体例如为拟南芥。

现有技术中，虽然有对拟南芥AT5G49330基因功能有了一定的研究，但主要集中在其调控植物次生代谢影响黄酮醇生物合成方面，对于其在植物非生物胁迫方面的功能一直未见报道。