[发明专利]一类指示生长素浓度的转基因大豆

说明书

本发明创建了一类指示生长素浓度的转基因大豆，所述的大豆利用生长素响应关键基因的启动子短区域进行多次重复构建了DR5V2启动子，并连接β‑葡萄糖苷酶(GUS)报告基因。该转基因大豆能够响应生长素浓度变化，在GUS底物5‑溴‑4‑氯‑3‑吲哚‑β‑葡萄糖苷酸酯(X‑Gluc)染色后，通过显微镜观测能够显示生长素的分布区域及浓度变化。相比较以往发表的另一类大豆生长素指示植株pGH3‑GUS，本发明所创建的DR5‑V2‑GUS转基因大豆对于生长素的指示更为准确。

技术领域

本发明属于分子遗传学领域，提供了一类指示生长素浓度的转基因大豆及其应用。

背景技术

生长素是一重要的植物激素。它参与植物生长和发育的各个进程，如植物胚细胞的发育、维管束的发育、侧根的形成、茎和侧枝的生长、花器官的发育等等，几乎囊括了植物生长的所有过程。其中生长素浓度的梯度分布与植物形态的建成有着密切的联系，合理的生长素梯度分布有利于植物器官原基的建立和形成。深入的研究生长素在植物各个器官中的分布和动态变化，这不尽有利于我们深入了解植物的生长发育机制，同时也能够为现实的农作物生产提供理论帮助。目前生长素可视化在模式植物拟南芥中得到了广泛的运用，但在作物上的运用仍比较少。因此，生长素在农作物中的可视化，为我们高效的开展农作物中的相关科研工作提供了有利的工具。

大豆作为我国重要的经济作物之一，它富含蛋白质和油脂，有非常高的营养价值。除此之外，大豆作为豆科作物的一类，它的根系能够与土壤微生物共生形成具有固氮功能的根瘤。根瘤的形成不仅仅能够促进植物自主的吸收空气中的氮气，还能够改善土壤的肥力，减少化肥的施用。因而，针对地上部分的大豆产量和品质的提升和地下部分结瘤固氮性能的提高都是科研工作者亟需解决的重要问题。在大豆根瘤的生长发育过程中，生长素发挥着必不可少的作用。根据已有的研究证明，生长素能够促进根瘤原基的形成，并且与细胞分裂素协同调控根瘤原基的细胞分裂。生长素过多的积累造成根瘤的无限生长，从而影响了豆科作物地上部分叶片和果实的营养分配；而生长素浓度过低也抑制了根瘤的起始。因而，保证合理的生长素浓度和分配对于获得高效结瘤的大豆植株提供了必要的基础。而生长素浓度和分布的可视化则是研究生长素途径必不可少的的手段之一。

本发明首次在大豆中创建了灵敏的反应生长素浓度的转基因大豆作物，与模式植物拟南芥以及模式豆科植物苜蓿中的生长素指示植株相比，该转基因大豆在根尖以及根瘤中的生长素指示较为一致。该转基因植株可普遍用于指示大豆体内生长素的浓度和梯度分布，操作简易并且结论准确，在科研上具有广泛的应用价值。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明提供了一类指示生长素浓度的转基因大豆。

为了达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

附图说明

图1为获得指示生长素浓度的转基因大豆的流程图。

图2为生长素关键基因启动子序列

其中，深色标注部分为DR5V2序列

图3为转基因大豆根对外源生长素的响应。

其中，将获得的转基因大豆DR5V2-GUS置于GUS染色液中37度染色4小时。对照组Mock的生长素梯度基本集中分布在根尖干细胞区域，其他三种形式的生长素处理IAA(0.1μM)、NAA(0.1μM)和IAA-asp(0.1μM)24小时后，根尖所示的生长素浓度显著增高并且分布区域扩散。

图4为转基因大豆根瘤对外源生长素的响应。