CN116064650A - Mos3基因在调控植物抗盐性中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了MOS3基因在调控植物抗盐性中的应用,属于生物技术领域。本发明通过转基因实验证实MOS3参与抗盐性,扩展了我们对植物抗盐性产生的认知,为获得高抗盐性植株提供理论依据,具有很大的应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及生物技术领域,具体涉及MOS3基因在调控植物抗盐性中的应用。
背景技术
在葡萄种植过程中,土壤盐渍化问题日趋严重,主要是因为高浓度的Na+和Cl-水灌溉,土壤水分蒸发伴随盐分积累,不能有效淋洗导致。用于葡萄酒、葡萄干和鲜食葡萄生产的葡萄栽培品种/变种主要是欧亚种葡萄(Vitis vinifera)。在受盐分影响的土壤中种植栽培品种,非常容易积累盐分,改变果实的发育进程及其生化成分,最终影响葡萄产量和葡萄酒的感官特性。此外,如果土壤盐度超过了葡萄树能耐受的最大水平,将导致葡萄树体死亡。
mRNA在细胞核和细胞质之间的双向运输由核孔复合体(NPC)控制。在酵母细胞中,NPC由35-50个蛋白质组成。哺乳动物的NPC是一个更大的复合物,由80-100个蛋白组成。在高等植物中,NPC至少包含30个核蛋白。拟南芥的核孔蛋白参与各种生物过程,如病原体相互作用、冷胁迫反应、开花等。
MOS3基因编码属于核孔复合物(NPC)的蛋白质,在植物抗病性和激素信号传导中起着重要作用。专利CN 111304240 A公开了葡萄MOS3基因参与调控葡萄的正常生长发育,影响,此基因功能的缺失,植株会出现明显矮化。然而,对于来自葡萄的MOS3基因在调控植物盐胁迫抗性方面的相关研究还未见有报道。
发明内容
针对上述现有技术,本发明的目的是提供葡萄MOS3基因在调控植物抗盐性中的应用。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
本发明的第一方面,提供葡萄MOS3基因在如下(1)或(2)中的应用:
(1)提高植物的耐盐能力;
(2)培育耐盐能力提高的植物品种;
所述葡萄MOS3基因为如下i)或ii)所示的核酸分子:
i)核苷酸序列是SEQ ID NO.1所示的核酸分子;
ii)除i)以外的编码SEQ ID NO.2所示氨基酸序列的核酸分子。
本发明的第二方面,提供葡萄MOS3基因编码的蛋白在如下(1)或(2)中的应用:
(1)提高植物的耐盐能力;
(2)制备提高植物的耐盐能力的产品。
进一步的,所述葡萄MOS3基因编码的蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。
上述应用中,是以葡萄MOS3基因或者葡萄MOS3基因编码的蛋白作为靶标,通过在植物中过表达葡萄MOS3基因,或者提高MOS3蛋白的表达量或者活性,能够正向调控植物对于盐胁迫的抗性。
本发明的第三方面,提供含有葡萄MOS3基因的重组表达载体或工程菌在如下(1)或(2)中的应用:
(1)提高植物的耐盐能力;
(2)培育耐盐能力提高的植物品种。
本发明的第四方面,提供一种提高植物对盐胁迫耐受性的方法,包括:使植物中葡萄MOS3基因过表达的步骤。
上述方法中,可以通过如下途径使葡萄MOS3基因过表达:
外源转入葡萄MOS3基因;
或者,上调植物基因组中葡萄MOS3基因的表达。
本发明的第五方面,提供一种培育抗盐植物品种的方法,包括以下步骤:
将葡萄MOS3基因转入野生型植株中,使葡萄MOS3基因过表达,获得转基因植株。
上述方法中,所述转基因植株对盐胁迫的抗性高于野生型植株。
上述方法中,将葡萄MOS3基因转入野生型植株中的方法包括但不限于:聚乙二醇法、农杆菌介导法或基因枪轰击法等。
本发明的有益效果:
针对目前植物核孔复合体蛋白抗盐功能研究薄弱的现状,本发明从葡萄中克隆了一个核孔复合体蛋白基因,即MOS3。通过转基因实验证实MOS3参与抗盐性,扩展了我们对植物抗盐性产生的认知,为获得高抗盐性植株提供理论依据,具有很大的应用价值。
附图说明
图1为本发明的葡萄MOS3基因在盐胁迫后的表达情况。
图2为转葡萄MOS3基因对烟草在盐胁迫下生长情况;图中,#1和#2别表示超表达MOS3后的两个转基因烟草株系。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
如前所述,盐渍化土壤造成的葡萄生理障碍问题越来越明显,严重影响葡萄正常生长发育、果实产量和品质。但是,关于盐胁迫如何影响植物中核孔蛋白基因的表达模式知之甚少,以及核孔蛋白基因是否在植物盐胁迫响应中发挥作用仍然缺乏转基因证据支持。
发明人在前期的研究中发现:葡萄MOS3基因参与调控植株的株高、株幅、叶长和叶宽。但葡萄MOS3基因是否在植物盐胁迫响应中发挥作用还未见有报道。
有鉴于此,本发明对来源于葡萄的核孔蛋白基因MOS3基因开展了克隆及功能的研究。本发明首先从葡萄组培苗中克隆了葡萄MOS3基因;然后检测了葡萄MOS3基因在不同盐处理时间点的表达情况,发现葡萄MOS3基因可以相应盐胁迫发生差异表达;进一步的,本发明将葡萄MOS3基因导入到烟草中,发现MOS3基因超表达的烟草植株在含盐条件下的生长状态明显高于野生型。
上述结果表明:葡萄MOS3基因能够在植物体内发挥抗盐功能,是葡萄中一个新的与抵御盐胁迫相关的耐盐基因。
葡萄MOS3基因的序列如SEQ ID NO.1所示,具体如下:
ATGGCATCTGCTTCTCCCTTTCCACTTTCTGGGACTTTAAATGAACTTCATAGTACAAGAAATAGCATTTTATTTGGTACCACTATGGGAATGGGCTGTGATGCTGGAACCTCTGGCTCACAAATTGCACTGCATCAATACAAGAGAAGAAAAATTTCTCAGAAGAATGTTTCTTCTTTGTGTGAGGTTCATGGTGAAGTTGAAGCTTCCCTACCGACTTTGCGATCTTCGGGTTATTATATGGAACCTTGCTTGAAGGAGTTGGCTAAAAGGGAACTGATGGATTCTGGCTTTTGCAGCCGAGTTCAAGATTTTACAGTTGGAAGATTTGGTTATGGACGTGTCAAGTTTCTTGGAGACACTGATGTTAGATGGTTGGACTTAGATCAAATAATCAGGTTTGGGAGGCATGAAGTGGTTGTATATGGAGATGAAGGTGCAAAGCCTGAGGTTGGTCAGGGCCTTAACAAGGCTGCTGAAGTAACTTTGGTGCTACAGATAAGATCATCAAGTTTTGAAGAGGGACGACTAAATGATATTGTGGAGAAATTGAGGCTTTGTACAAAGAGACAGGGAGCAGATTTCATTTCATTTAACCCATCAAATGGTGAATGGAAATTCTTGGTACACCATTTCAGCAGATTTGGATTGAGTGAAGATGATGAAGAGGATATTGCGATGGATGATGTGACTGTAGTTCAACATCCACTGGAAACAAATGCTCATGAGGTTTCTGATATTGATGAAGCCACACTAGTGGAACCCAATGGAGCTGTACTTTCTCATTCTCTTCCTGCTCATCTTGGGCTTGATCCTATCAAGATGAAAGAAATGAGAATGGTGATGTTTCCTGTTGATGAAGAGGAGGATCATGATTTCAGTGGGGAATTTAAACAGCGGGAACAATCTTTCAATAAGGAATATATACGACCTCCTTTGCATTATTCCGCTCGGAGGATGAGCCATAAATCTGGTTCATCTGTGGCACGGAAAACTCCACTAGCTTTGCTTGAGTACAATCCTGGTAGTGTTGACTCCAGCTCTTCTGGAACCATTCTTATGGCCCAACAAAATAAGGGAATGCCTTTGAAGACTACAAAAGTAGAAGGATTTAAGCTGGACCTCAAGCATGAGACACCAATAACAGAAAGCCATTCCCACAACATAGTTGATGCAGCATTGTTCATGGGCAGGTCCTTTCGTGTAGGGTGGGGCCCTAATGGCATCCTTGTTCATGCTGGTGCAGCAGTTGGTGGCAATGATTCTCAGAGGGTTTTATCTTCTGTAATCAATTTAGAAAAGGTTGCAATTGATAAAGTGGTTAGAGATGAAAATAACAAAGTAAGAAAGGAACTTGTTGATTCATGTTTCATTTCTCCATTAAAGCTACACAAGGATATTAAGCATGAAACAAAAGAAGTTGAAATTGGGTCCTTCAAATTAAGGCTTCAAAACCCAGTCTCTAATCGTTTAATGCTTTCAGAGATTTGCCGGAGCTATATAGGAATTATTGAGAGGCAGCTGGAGGTCCCTGAGGTGTCTTCCTCCGCTCGTGTGGTGTTGATGCACCAAGTAATGGTATGGGAATTGATAAAAGTTCTTTTTTCGGCTAGGGAAATCAGTGGACAATCAAAATCTGCAGGAGCTGATAATGAGGAAGACATGATGCATGACAGGAGTGAAGGTTCTTCGGATGTTGACCTGGAAGCACTCCCTCTTATTCGGAGAGCTGAGTTCAGCTATTGGTTGCAAGAGAGTGTTTGCCATCGGGTACAGGATGAAGTAAGCTCCTTAAATGAGTCCAGTGATTTGGAACAGATATTATTACTGCTGACAGGGCGACAGCTGGATGCAGCTGTGGAACTGGCCGCTTCTAGAGGAGATGTGAGGCTAGCTTGTTTGCTGAGTCAGGCTGGTGGTTCCACAATAAATCGTGCTGATGTTGCTCAGCAGCTTGATCTTTGGAGAACCAATGGGCTGGACTTCAATTTCATTGAGAAGGACAGGATAAGGCTCTTTGAGTTGCTTGCTGGTAATATACATGGTGCATTGCATGGCAAAAACATTGACTGGAAAAGGTTCCTAGGTTTATTGATGTGGTATCAACTACCACCAGACACTTCATTGCCCTTTGTTTTTCGCAATTACCAGCAGCTTCTTGTCGATGGAGGAGCTCCACATCCTGTTCCAGTCTACATTGATGAAGGACCTGTAGAAGAGGCTGTATCTTGGAGTGTGGGGGAACGTTATGACCTAGCCTATTATCTTATGCTTCTACATGCCAGTGAAGGTAGCGAATTTGGACTTGGGAAGACAATGTTCAGTGCCTTCTCGTCAACACATGATCCACTGGACTACCATATGATCTGGCATCAGCGTGCAGTGTTGGAAGCAGTTGGTGCCTTCAGTTCTAATGATCTTCATGTTCTTGACATGGGACTTGTTTCCCAGCTTCTGTGTCTAGGGCAATGTCACTGGGCCATCTATGTGGTTCTTCATATGCCCTTTCGTGATGATTTTCCATACCTTCAAGCTACTCTCATTCGGGAAATTTTGTTCCAATATTGTGAATCTTGGCATTCACAAGAATTACAACGCCAATTTATGGAGGACTTAGGCATTCCATTGGCATGGTTGCACGAGGCAATGGCAGTATACTTCAATTACTGTGGTGATCTTTCAAGGGCCCTTGAACACTATATTGCATGTGCAAATTGGCAAAAGGCTCACTCTCTTTTCATGACTTCAGTTGCTCATTCATTGTTCTTGTCAGCCAAACACTCGGAGATATGGAGACTTGCAACTTCCATGGAAGACCATAAGTCTGAAATTGAACATTGGGACTTGGGAGCTGGAGTATATATTTCATTCTATCTAATACGAAGTTCTTTGCAAGAAGAAAACAATACCATGTGTGAATTGGATTCTCTGGAGAGCAAAAATGCTGCTTGTAAAGACTTCTTCAGTTGCTTAAATGAATCTTTGGCTGTTTGGGGTGGCAGATTACCAGTTGATGCAAGAGTGGCATATTCAAAAATGGCGGAGGAGATCTGTGGTTTGCTTCTATCTGACAGTGGTGAGGGCTCAACACGTGATGTTCAATTGAGCTGCTTTGACACCGTTTTTAGTGCTCCAGTCCCTGAGGATCTCCACTCAAGCCATTTGCAGAATGCAGTGGCGCTTTTTACGTGCTCTTTGTTGGAGGTGTAG
葡萄MOS3基因编码的蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示,具体如下:
MASASPFPLSGTLNELHSTRNSILFGTTMGMGCDAGTSGSQIALHQYKRRKISQKNVSSLCEVHGEVEASLPTLRSSGYYMEPCLKELAKRELMDSGFCSRVQDFTVGRFGYGRVKFLGDTDVRWLDLDQIIRFGRHEVVVYGDEGAKPEVGQGLNKAAEVTLVLQIRSSSFEEGRLNDIVEKLRLCTKRQGADFISFNPSNGEWKFLVHHFSRFGLSEDDEEDIAMDDVTVVQHPLETNAHEVSDIDEATLVEPNGAVLSHSLPAHLGLDPIKMKEMRMVMFPVDEEEDHDFSGEFKQREQSFNKEYIRPPLHYSARRMSHKSGSSVARKTPLALLEYNPGSVDSSSSGTILMAQQNKGMPLKTTKVEGFKLDLKHETPITESHSHNIVDAALFMGRSFRVGWGPNGILVHAGAAVGGNDSQRVLSSVINLEKVAIDKVVRDENNKVRKELVDSCFISPLKLHKDIKHETKEVEIGSFKLRLQNPVSNRLMLSEICRSYIGIIERQLEVPEVSSSARVVLMHQVMVWELIKVLFSAREISGQSKSAGADNEEDMMHDRSEGSSDVDLEALPLIRRAEFSYWLQESVCHRVQDEVSSLNESSDLEQILLLLTGRQLDAAVELAASRGDVRLACLLSQAGGSTINRADVAQQLDLWRTNGLDFNFIEKDRIRLFELLAGNIHGALHGKNIDWKRFLGLLMWYQLPPDTSLPFVFRNYQQLLVDGGAPHPVPVYIDEGPVEEAVSWSVGERYDLAYYLMLLHASEGSEFGLGKTMFSAFSSTHDPLDYHMIWHQRAVLEAVGAFSSNDLHVLDMGLVSQLLCLGQCHWAIYVVLHMPFRDDFPYLQATLIREILFQYCESWHSQELQRQFMEDLGIPLAWLHEAMAVYFNYCGDLSRALEHYIACANWQKAHSLFMTSVAHSLFLSAKHSEIWRLATSMEDHKSEIEHWDLGAGVYISFYLIRSSLQEENNTMCELDSLESKNAACKDFFSCLNESLAVWGGRLPVDARVAYSKMAEEICGLLLSDSGEGSTRDVQLSCFDTVFSAPVPEDLHSSHLQNAVALFTCSLLEV。
在本发明中,可用实时荧光定量PCR的方法分析葡萄MOS3的表达模式,即分析葡萄MOS3的RNA转录物在细胞组织中的存在与否以及数量。
基于上述发现的MOS3基因,本发明的保护范围还包括与MOS3基因同源的DNA片段。
这些与MOS3基因同源的DNA片段包括本发明核苷酸序列(SEQ ID NO.1)对应的等位基因、同源基因、突变基因和衍生基因,都属于本发明保护的内容。
本领域普通技术人员可以很容易地采用已知的方法,例如定向进化和点突变的方法,对本发明的MOS3基因的核苷酸序列进行突变。那些经过人工修饰的,具有与本发明MOS3基因的核苷酸序列70%或者更高同一性的核苷酸,只要功能与SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列的功能等价,均是衍生于本发明的核苷酸序列并且等同于本发明的序列。
这里使用的术语“同一性”指与天然核酸序列的序列相似性。“同一性”包括与本发明SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列具有75%或更高,或85%或更高,或90%或更高,或95%或更高同一性的核苷酸序列。氨基酸或核苷酸序列的等同率可采用BLAST算法测定(Altschul et al.1990.Journal of Molecular Biology 215:403-410;Karlin andAltschul.1993.Proceedings of the National Academy of Sciences 90:5873-5877)。
上述70%或70%以上同一性,可为70%、75%、80%、85%、90%或95%以上的同一性。
由于烟草生长速度快、生活周期短、转化方法简便易操作、遗传转化效率高,因此,本发明选择烟草作为转基因的对象。但本发明中MOS3基因及含有该基因的植物表达载体也可以用于生产其它提高抗盐能力的转基因植物。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案,以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。
本发明实施例中所用的试验材料均为本领域常规的试验材料,均可通过商业渠道购买得到。未注明详细条件的实验方法是按照常规试验方法或按照供应商所建议的操作说明书进行的。
实施例1:葡萄MOS3的克隆
1.植物材料:
本发明所用的材料为‘克瑞森无核’葡萄组培苗,培养基质为含蔗糖(30g/L)和植物琼脂(6g/L)的MS培养基。
2.RNA的提取及逆转录:
采集葡萄叶片用于提取RNA。使用RNAprep Pure多糖多酚植物总RNA提取试剂盒(DP441)按照说明书步骤提取总RNA,使用TaKaRa PrimeScriptTM RT reagent Kit(PerfectReal Time)试剂盒将1μg RNA逆转录成cDNA。
3.MOS3的克隆验证:
根据NCBI的登录号为XP_002271967.2,设计引物:
MOS3-F:5′-ATGGCATCTGCTTCTCCCTTT-3′(SEQ ID NO.3);
MOS3-F:5′-CTACACCTCCAACAAAGAGCACGT-3′(SEQ ID NO.4)。
使用PrimeSTAR Max Premix高保真酶按照说明书步骤进行PCR反应,PCR产物连接到-T1Simple Cloning Vector(北京全式金生物技术有限公司)载体,转化大肠杆菌DH5α,利用菌落PCR筛选阳性单菌落,送至生工生物工程股份有限公司测序。克隆得到的葡萄MOS3基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
实施例2:葡萄MOS3基因在不同盐处理时间点中的表达
1.植物材料:
将继代培养1个月、长势一致的‘克瑞森无核’葡萄组培苗,将组培苗根系浸泡在200mM NaCl溶液中,然后分别于不同时间点取根系,液氮速冻保存。
2.RNA的提取及逆转录:
同实施例1。
3.MOS3基因在不同盐处理时间点中的表达量变化:
设计特异性引物以进行实时荧光定量PCR分析MOS3基因在不同盐处理时间点中的表达量变化规律,设计引物如下:
qMOS3-F:5′-CTCACAAATTGCACTGCATCAA-3′(SEQ ID NO.5);
qMOS3-R:5′-GCCAACTCCTTCAAGCAAGGT-3′(SEQ ID NO.6)。
内参基因为ACTIN,引物为:
ACTIN-F:5′-TCCGTTGTCCAGAAGTCCTCTT-3′(SEQ ID NO.7);
ACTIN-R:5′-GTCAGCAATACCAGGGAACATG-3′(SEQ ID NO.8)。
4.待测样品中MOS3的实时荧光定量分析:
以cDNA为模板,分别用MOS3及ACTIN的特异性引物进行荧光定量分析,反应在实时荧光定量PCR仪(CFX connect Real Time PCR Detection System,Bio-Rad)进行,采用20μL体系(10μL SYBR Premix Ex Taq,上下游引物(10μM)各1μL,cDNA模板1μL,用水补齐至20μL),程序如下:95℃30s;95℃5s,60℃10s,40个循环。
5.采用2-△△Ct法进行MOS3的相对定量分析:
结果表明:随着盐处理时间的延长,MOS3的表达水平呈现先下降后上升趋势,在24h时上升1.5倍,说明MOS3基因可以响应盐胁迫发生差异表达(图1)。
实施例3:葡萄MOS3转烟草的抗盐功能检测
使用pHB-gfp载体(记载在文献“MicroRNA171c-targeted SCL6-II,SCL6-III,andSCL6-IV genes regulate shoot branching in Arabidopsis,doi.org/10.1093/mp/ssq042”中),构建MOS3基因的超表达载体,引物如下:
pHBMOS3-F:5′-accagtctctctctcaagcttATGGCATCTGCTTCTCCCTTT-3′(SEQ IDNO.9);
pHBMOS3-R:5′-gcccttgctcaccatggatccCTCAATGAAATTGAAGTCCAGCC-3′(SEQ IDNO.10)。
使用PrimeSTAR Max Premix高保真酶进行PCR反应(20μL反应体系中,10μLPrimeSTAR Master Mix,上下游引物(10μM)各1μL,模板1μL,用水补齐至20μL)。
程序如下:98℃10s,55℃5s,72℃10s 34个循环;72℃延伸5mins。通过1.5%琼脂糖凝胶电泳分离PCR产物,并用SanPrep柱式DNA胶回收试剂盒(B518131,生工生物)按照标准操作步骤进行纯化。
对pHB-gfp载体质粒进行酶切处理,酶切反应体系如下:
将上述反应液置于37℃保温30分钟,之后经琼脂糖凝胶电泳之后切胶回收。
将酶切后的pHB-gfp和MOS3基因进行连接,根据ClonExpress II One StepCloning Kit试剂盒标准操作步骤进行,重组质粒转入大肠杆菌DH5α。利用菌落PCR筛选阳性克隆,送至生工测序。对测序正确的单菌落过夜摇菌,按照SanPrep柱式质粒DNA小量抽提试剂盒(生工生物)标准说明书操作步骤提取质粒。即获得含有MOS3的超表达载体质粒。
利用叶盘法将MOS3超表达载体转入本式烟草。方法如下:LB摇菌后收集菌体置于50ml含75μmol/L乙酰丁香酮的无菌水中,调整OD数值为0.6,将无菌烟草叶片剪成小块放入悬浮液中,侵染8min后接种于共生培养基(MS+6g/L琼脂+30g/L蔗糖+2mg/L6-BA+0.5mg/LNAA),暗培养2-3天后,转接入筛选培养基(MS+6g/L琼脂+30g/L蔗糖+2mg/L 6-BA+0.5mg/LNAA+15mg/L Hyg),每半个月天换一次培养基,直至分化出抗性芽;待抗性芽长至1-2cm时转入筛选培养基,待植物生长稳定后将其转入生根培养基(1/2MS+6g/L琼脂+30g/L蔗糖+1mg/L IBA+15mg/L Hyg)生根。将生根苗转入土壤,收获种子。通过草铵膦筛选阳性转基因株系直至纯合,纯合系种子用于抗盐性鉴定。
取纯合系的转基因烟草的种子进行试验,以野生型烟草的种子作为对照。种子撒播于土壤中,待发芽后移栽至花盆中。浇灌200mM NaCl溶液,观察转基因植株和野生型植株生长发育情况。
结果如图2所示,结果表明:在盐胁迫条件下,MOS3超表达烟草(#1、#2)的生长状态明显高于野生型(WT),即MOS3基因可正调控植物的抗盐性。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.葡萄MOS3基因在如下(1)或(2)中的应用:
(1)提高植物的耐盐能力;
(2)培育耐盐能力提高的植物品种;
所述葡萄MOS3基因为如下i)或ii)所示的核酸分子:
i)核苷酸序列是SEQ ID NO.1所示的核酸分子;
ii)除i)以外的编码SEQ ID NO.2所示氨基酸序列的核酸分子。
2.葡萄MOS3基因编码的蛋白在如下(1)或(2)中的应用:
(1)提高植物的耐盐能力;
(2)制备提高植物的耐盐能力的产品。
3.根据权利要求2所述的应用,其特征在于,所述葡萄MOS3基因编码的蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。
4.含有葡萄MOS3基因的重组表达载体或工程菌在如下(1)或(2)中的应用:
(1)提高植物的耐盐能力;
(2)培育耐盐能力提高的植物品种。
5.一种提高植物对盐胁迫耐受性的方法,其特征在于,包括:使植物中葡萄MOS3基因过表达的步骤。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,通过如下途径使葡萄MOS3基因过表达:
外源转入葡萄MOS3基因;
或者,上调植物基因组中葡萄MOS3基因的表达。
7.一种培育抗盐植物品种的方法,其特征在于,包括以下步骤:
将葡萄MOS3基因转入野生型植株中,使葡萄MOS3基因过表达,获得转基因植株。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述转基因植株对盐胁迫的抗性高于野生型植株。
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Citations (3)
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CN108424910A (zh) * | 2017-02-13 | 2018-08-21 | 中国农业科学院棉花研究所 | 一种用于目的基因干扰的rna片段及其应用 |
CN111718935A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-09-29 | 山东农业大学 | 葡萄circSIZ1在调控植物生长发育和盐胁迫抗性中的用途 |
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---|---|---|---|---|
WO2018137173A1 (zh) * | 2017-01-25 | 2018-08-02 | 中国农业大学 | 提高植物对赤霉素抑制剂敏感性的方法及其应用 |
CN108424910A (zh) * | 2017-02-13 | 2018-08-21 | 中国农业科学院棉花研究所 | 一种用于目的基因干扰的rna片段及其应用 |
CN111718935A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-09-29 | 山东农业大学 | 葡萄circSIZ1在调控植物生长发育和盐胁迫抗性中的用途 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
""PREDICTED: Vitis vinifera nuclear pore complex protein NUP96 (LOC100257675), mRNA"", GENBANK DATABASE, 25 November 2016 (2016-11-25), pages 1 - 2 * |
XIAOMIN YANG ET AL.: ""Arabidopsis nucleoporin NUP96 mediates plant salt tolerance by modulating the transcription of salt-responsive genes"", 《PLANTA》, vol. 259, no. 2, 31 December 2023 (2023-12-31), pages 1 - 12 * |
姜奇彦等: ""过表达TaLEA1和TaLEA2基因提高转基因拟南芥的耐盐性"", 《植物遗传资源学报》, vol. 18, no. 03, 7 December 2016 (2016-12-07), pages 509 - 519 * |
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