[发明专利]一种柽柳质膜Na+

说明书

本发明公开了一种柽柳质膜Na⁺/H⁺ antiporter基因及其应用，属于基因工程技术领域。该柽柳质膜Na⁺/H⁺ antiporter基因的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示，其表达的蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID No.2所示。本发明首次从柽柳中克隆获得柽柳质膜Na⁺/H⁺ antiporter基因，通过转化拟南芥、大豆、棉花和酵母，得到超表达柽柳质膜Na⁺/H⁺ antiporter基因的拟南芥、大豆、棉花和酵母，其耐盐性较未转化或转化大豆、棉花或拟南芥质膜Na⁺/H⁺ antiporter基因的更高，表明柽柳质膜Na⁺/H⁺ antiporter基因在提高植物或酵母耐盐性的应用中具有突出的效果，在提高植物或菌种耐盐性育种领域有重要应用价值。

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体涉及一种柽柳质膜Na⁺/H⁺ antiporter基因及其应用。

背景技术

土壤盐渍化、荒漠化已成为导致全球可利用耕地日益减少和影响作物生长发育、限制产量及品质提高的主要非生物逆境因子之一，已构成限制现代农业生产与可持续发展的世界性难题之一。据不完全统计，全世界约占地球陆地总面积的7％为盐渍土，约22％的灌溉地正在遭到日益加剧的盐害的影响(Bhatnagar-Mathur et al.，2008)。生长环境中高浓度的盐会引起植物细胞渗透和离子胁迫、营养失衡和氧化损伤以及影响代谢过程，导致细胞生长受到抑制甚至死亡，进而影响植物的生长发育过程(Qadir et al.，2008)。NaCl是土壤中溶解性最强、含量最多的盐，也是造成植物或作物盐胁迫的主要原因。其中Na⁺不是大多数植物生长所必需的离子，过量的Na⁺在植物细胞内外积累会导致细胞内渗透势、离子和活性氧等方面的稳态失衡(Adem et al.，2014)。

在盐胁迫下，植物细胞往往通过阻止对Na⁺的吸收、促进Na⁺的外排或将Na⁺区隔化到液泡等手段来维持细胞内Na⁺稳态(Rajendran et al.，2009)。其中，盐胁迫下植物减轻Na⁺毒害的主要有效策略之一，是由质膜上的Na⁺/H⁺逆向转运蛋白(Na⁺/H⁺ antiporter)驱动的将Na⁺从细胞质转运出质膜或胞外。植物在盐胁迫下从细胞质中外排Na⁺的过程是一种耗能的主动转运，这种耗能的Na⁺转运过程是与质膜上H⁺-ATP酶的活性协调进行的，后者可形成跨质膜内外的H⁺电化学梯度作为Na⁺外流的驱动力，即质子驱动力。因此定位于植物细胞质膜上的Na⁺/H⁺ antiporter，其主要功能为介导细胞内Na⁺的外排，并控制Na⁺从根到地上部的长距离运输，对提高植物的耐盐性非常有利(Rozema and Schat 2013；Deinlein etal.，2014；Gu et al.，2018)。