[发明专利]黄瓜谷氧还蛋白基因CsGRX4及其在盐胁迫敏感能力方面的应用

说明书

本发明涉及基因工程技术领域，具体涉及一种黄瓜谷氧还蛋白基因CsGRX4及其在盐胁迫敏感能力方面的应用。本发明发现过量表达CsGRX4的转基因拟南芥在种子萌发期和幼苗期均表现出对NaCl胁迫的敏感性，研究了黄瓜盐胁迫敏感CsGRX4过量表达转基因株系及野生型对照在盐胁迫处理下的生长状况及生长指标的分析。实验结果表明黄瓜盐胁迫敏感基因CsGRX4过量表达提高了植物的盐胁迫敏感能力。

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，具体涉及一种黄瓜谷氧还蛋白基因 CsGRX4及其在盐胁迫敏感能力方面的应用。

背景技术

谷氧还蛋白(GRX)是普遍存在于植物、酵母、真菌、藻类等生物体内的一类小分子的热稳定氧化还原蛋白，能调节蛋白质的可逆氧化还原反应，在植物体抗生物胁迫和非生物胁迫中发挥重要的作用。

从20世纪60年代起，自从Laurent从大肠杆菌B中分离了第一个硫氧还蛋白，它属于硫氧还蛋白超家族，可催化巯基-二硫键交换反应或者还原蛋白质谷胱甘肽二硫化物，以维持胞内的氧化还原态势。随着分析手段和分子生物学技术的进步，人们已初步明晰了谷氧还蛋白基因参与信号转导、氧化胁迫、蛋白修饰、细胞凋亡和细胞分化等的调控。根据谷氧还蛋白活性位点的不同可将谷氧还蛋白(GRX)分为三大类：CPYC型，CGFS型及CC型。不同类型的谷氧还蛋白基因具有不同的生物学功能。CGFS型谷氧还蛋白基因主要参与铁硫簇的组装。CPYC型和CC型谷氧还蛋白基因主要参与响应生物、非生物胁迫。

自从谷氧还蛋白基因被发现以来，有关该基因在多种植物体中被发现的报道相继出现，例如：拟南芥基因组中含有谷氧还蛋白基因31个，水稻中48个，木薯中39个该基因，棉花中共127个，香蕉中有64个，黄瓜中有45个等。目前有越来越多的证据表明GRX基因积极参与各种生物或非生物胁迫，比如拟南芥受到光氧化胁迫时，拟南芥CC类型谷氧还蛋白基因AtGRX13参与氧化还原的调控并限制过多的ROS的产生，番茄中CGFS类型谷氧还蛋白基因slGRX 过表达则使植株增强对氧化、干旱、盐胁迫等逆境的抗性，拟南芥中CGFS类型的AtGRXS17受到升高的温度所诱导，且在番茄中表达AtGRXS17使番茄的抗冷性提高，也可提高对干旱胁迫的抗性。由此看来，植物中大部分GRX基因家族不同成员之间存在组织及功能上的差异，大量研究表明谷氧还蛋白基因家族成员参与包括氧化、高光强、极端温度、有毒物质等在内的非生物胁迫应答。这说明谷氧还蛋白基因GRX是调控植物胁迫反应非常重要的调控因子。

黄瓜(Cucumis sativus L.)属于葫芦科黄瓜属，是我国主要的蔬菜作物之一。由于不合理的施肥及灌溉导致土壤盐渍化日益严重，尤其是设施黄瓜栽培中，由于土壤连年使用、缺少雨水淋洗，导致可溶性盐含量普遍偏高，3-5年便会出现次生盐渍化问题。随着设施种植年限的增长，尤其随着氮肥的过量施用导致土壤次生盐渍化的发生有逐年加重的趋势，已经成为制约保护地农业可持续发展的主要障碍因素，严重影响黄瓜的生长发育。因此，发现或者鉴定植物的关键盐敏感基因从而了解植物的盐敏感机制，进而对植物的耐盐性和盐敏感型进行调控非常重要。人们对部分谷氧还蛋白基因参与非生物胁迫有了一定的认知，但黄瓜中谷氧还蛋白基因参与盐胁迫响应及其功能还未见报道。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种黄瓜谷氧还蛋白基因CsGRX4及其在盐胁迫敏感能力方面的应用，其首次构建了PB2HA-35S-CsGRX4植物过量表达载体，并通过蘸花法将其导入模式植物拟南芥中，研究了黄瓜的谷氧还蛋白基因 CsGRX4过量表达转基因株系及野生型对照在盐胁迫处理下的生长情况及其对盐胁迫的反应。

为解决现有技术存在的问题，本发明的技术方案是：黄瓜谷氧还蛋白基因 CsGRX4在提高转基因植株的盐胁迫敏感能力方面的应用。

黄瓜谷氧还蛋白基因CsGRX4在提高转基因植株的盐胁迫敏感能力方面的应用，其特征在于：所述的转基因植株为拟南芥。

黄瓜谷氧还蛋白基因CsGRX4，该基因的编码区序列如SEQ NO.1所示。