[发明专利]一种烟草热激蛋白相关的基因及其应用

说明书

本发明涉及一种烟草热激蛋白相关的基因及应用，核苷酸序列如SEQ I D NO.1所示。本发明提供的烟草热激蛋白相关的基因命名为NtDnaJ/HSP40，利用CR I SPR/Cas9介导的基因编辑技术敲除NtDnaJ/HSP40基因获得表达量降低的基因编辑植株，通过荧光定量PCR发现，在正常条件下，在基因编辑植株对照植株中不同组织进行NtDnaJ/HSP40基因表达量分析，结果表明在根、茎、叶三个植物组织中NtDnaJ/HSP40基因表达量在编辑植株中均低于对照植株，其中在叶中表达量降低得最为明显。这为烟草热激蛋白研究及烟草抗逆性研究提供遗传材料和理论依据。

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体涉及一种烟草热激蛋白相关的基因及其应用。

背景技术

生物体遭受胁迫后，体内正常蛋白的合成受到抑制，细胞转向合成一类特殊的蛋白，此类蛋白被命名为热激蛋白(heat shock proteins，HSPs)。除热胁迫以外，其他环境胁迫因子如干旱、低温、重金属离子等也会诱导植物体内HSPs的大量合成。HSPs是一类氨基酸序列与功能极为保守的蛋白质。HSPs热激蛋白具有分子伴侣功能，主要参与生物体内新生肽的运输、折叠、组装、定位以及变性蛋白的复性和降解，在细胞生命活动中起着重要作用。过量表达HSPs热激蛋白可以提高生物对高温胁迫和过氧化伤害的抗性。

烟草作为我国重要的经济作物和模式作物，研究烟草热激蛋白基因响应非生物逆境胁迫的分子机制具有重要意义。在热激蛋白基因克隆与功能研究方面，有研究者发现烟草热激蛋白HSP22与烟草色素类物质含量高度相关，在将该基因沉默后，烟草中色素类物质含量发生了明显降低。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种烟草热激蛋白相关的基因及其应用，为研究烟草抗逆能力与基因功能提供遗传材料和理论依据。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种烟草热激蛋白相关的基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，包括423bp个碱基，该基因来源于烟草(Nicotiana tabacum)并命名为NtDnaJ/HSP40。

优选的，所述烟草热激蛋白相关的基因的编码蛋白，氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示，包括140个氨基酸。

本发明还提供上述烟草热激蛋白的基因在烟草抗逆方面的应用。将该基因编辑后，烟草在种子萌发苗期对于盐胁迫的抗性降低。通过实时荧光定量PCR发现，在正常条件下，在基因编辑植株对照植株中不同组织进行NtDnaJ/HSP40基因表达量分析，结果表明在根、茎、叶三个植物组织中NtDnaJ/HSP40基因表达量在编辑植株中均低于对照植株，其中在叶中表达量降低得最为明显。这为基因功能的研究将为烟草遗传改良提供遗传材料和理论依据。

本发明的有益效果是：

本发明通过CRISPR/Cas9介导的基因编辑技术，构建了用于敲除NtDnaJ/HSP40基因的CRISPR/Cas9编辑载体，经遗传转化后获得了NtDnaJ/HSP40基因发生编辑的烟草植株。本发明通过在种子萌发苗期进行不同程度盐胁迫处理，发现NtDnaJ/HSP40基因编辑植株在盐胁迫处理条件下，生长(地上部分、根长)均明显低于对照(未转化)植株。

本发明提供的烟草热激蛋白相关的基因NtDnaJ/HSP40，通过荧光定量PCR发现，在正常条件下，在基因编辑植株对照植株中不同组织进行NtDnaJ/HSP40基因表达量分析，结果表明在根、茎、叶三个植物组织中NtDnaJ/HSP40基因表达量在编辑植株中均低于对照植株，其中在叶中表达量降低得最为明显。

综上所述，利用CRISPR/Cas9介导的基因编辑技术敲除NtDnaJ/HSP40基因获得在正常条件下表达量降低的基因编辑植株，这为烟草热激蛋白研究及烟草抗逆性研究提供遗传材料和理论依据。

附图说明