本發明專利技術提供一種提高水稻耐鹽性的轉錄因子TFSALT1及其應用。本發明專利技術的轉錄因子TFSALT1來源于水稻。本發明專利技術還涉及該轉錄因子的編碼蛋白在培育耐鹽性水稻中的應用。本發明專利技術的轉錄因子TFSALT1可用于提高水稻對鹽脅迫的抗性，培育高鹽抗性增強的水稻。水稻鹽脅迫相關基因TFSALT1的超量表達轉基因植株株系T2代在200mmol/L高鹽環境下的地上部分和地下部分長度均顯著高于對照，表明超量表達該基因的轉基因植株能夠顯著提高水稻對高鹽環境的抗性。高鹽抗性水稻的栽培，對有效利用鹽堿土地、增加糧食產量等具有重要意義。該基因為培育高鹽抗性增強的水稻提供了一條重要途徑。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及植物耐鹽相關基因，特別涉及一個來源于水稻的與耐鹽性相關的轉錄因子基因及其在培育耐鹽性植物中的應用。
技術介紹
水稻(Oryza sativa L.)源于淡水沼澤植物，因此對鹽較為敏感。水稻作為中國第一大糧食作物，水稻品質的改良和產量的提高，一直是人們努力的目標。然而近年來，由于化肥的大量施用以及不合理灌溉等農業措施，導致我國耕地的鹽漬化進一步加劇，鹽害已成為影響我國水稻產量的主要限制因素之一。因此，研究、培育耐鹽水稻品種，提高水稻產量已刻不容緩。研究表明，水稻耐鹽性是受多基因控制的復雜數量性狀。因此，明確水稻耐鹽的遺傳機制，定位、克隆與利用水稻耐鹽相關基因，是提高水稻耐鹽性的關鍵。在鹽脅迫條件下，鹽脅迫相關的轉錄因子可以調控一個或多個耐鹽基因的表達和信號的傳遞。增強一些關鍵轉錄因子的調節能力也許是提高植物耐鹽能力的一種重要途徑。目前，已有不少轉錄因子應用到水稻耐鹽性提高的工程當中，如NAC、WRKY等。水稻的2個NAC轉錄因子家族成員OsNAC1和OsNAC2，是通過降低氣孔的開度來提高水稻的耐鹽性，利用OsNAC1培育轉基因水稻顯著提高了植株對高鹽的耐受能力(Hu H,Dai M,Yao J,et al.Overexpressing a NAM,ATAF,and CUC(NAC)transcription factor enhances drought resistance and salt tolerance in rice[J].Proceedings of the National Academy of Sciences,2006,103(35):12987-12992.)。過量表達OsbZIP23的轉基因水稻植株的耐鹽性和抗旱性顯著提高，同時對ABA的敏感性增加(Xiang Y,Tang N,Du H,et al.Characterization of OsbZIP23as a key player of the basic leucine zipper transcription factor family for conferring abscisic acid sensitivity and salinity and drought tolerance in rice.Plant Physiology,2008,148(4): 1938-1952.)。水稻OsGTγ亞家族OsGTγ-1突變體植株的耐鹽性降低，而超表達OsGTγ-1能明顯提高水稻在鹽脅迫下的生長能力，因此說明OsGTγ-1是一個重要的鹽響應因子。(Fang Y,Xie K,Hou X,Hu H,Xiong L.Systematic analysis of GT factor family of rice reveals a novel subfamily involved in stress responses.Molecular Genetics and Genomics,2010,283:157-169)。近年來在水稻轉錄因子的基因克隆和功能研究方面取得了很大進展，目前已克隆的水稻耐鹽相關轉錄因子有30多個，它們在調節水稻不同生育時期的耐鹽性方面，發揮著重要作用。但這些轉錄因子的功能和作用機理大多不是很清楚，需要在今后研究中，充分利用不斷發展和完善的分子生物學和基因工程技術，進一步了解它們在基因表達與調控中的地位和作用，實現其在轉基因植物中高效穩定表達，為利用轉錄因子進行植物抗逆基因工程改良提供理論依據，最終實現其在農業生產中的應用。
技術實現思路
本專利技術的目的在于從水稻中分離一個包含該功能蛋白基因完整編碼區段的DNA序列，利用這個基因提高水稻對高鹽脅迫的耐受能力，實現該基因在水稻耐鹽性遺傳改良中的應用。經系統進化分析表明，該基因屬于水稻GT轉錄因子家族成員，本文將其命名為TFSALT1基因。本專利技術分離和應用一種具有提高水稻耐鹽性功能的基因片段TFSALT1，該片段能夠增強水稻在高鹽的逆境條件下的耐受能力。其中，所述TFSALT1基因是下列核苷酸序列之一：1)序列表SEQ ID NO.1所示的DNA序列；或2)編碼與1)編碼的蛋白質相同的DNA序列；或3)1)和2)所包含的亞片段。本專利技術的第二目的在于提供水稻耐鹽脅迫相關基因TFSALT1編碼的蛋白，其具有如SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列。本專利技術的第三目的在于提供水稻耐鹽脅迫相關基因TFSALT1在培育耐鹽抗性增強的水稻中的應用。所述培育耐鹽抗性增強的水稻可采用如下方法：構建水稻鹽脅迫相關基因TFSALT1的超表達載體，并將其轉化到水稻，篩選得到耐鹽抗性增強的轉基因水稻。所述的超表達載體為Ti類質粒載體，優選為Super1300。所述轉化可采用農桿菌介導轉化法、基因槍介導轉化法，優選農桿菌介導轉化方法。在鹽脅迫條件下，本專利技術中的水稻鹽脅迫相關基因TFSLAT1的超量表達轉基因植株株系的地上部分平均長度及地下部分平均長度顯著高于對照，表明該基因的超量表達能夠顯著提高轉基因水稻對鹽脅迫的抗性。可使用包括本專利技術的基因的表達載體來轉化的宿主可以為包括水稻在內的多種植物，用于培養相應的耐鹽性植物品種。本專利技術基因是受逆境(尤其是高鹽環境)誘導表達的，因此，可將本專利技術的基因與任何感興趣的逆境誘導啟動子結合后連入合適的表達載體，并轉化植物宿主，在逆境條件下可誘導表達本專利技術的基因，提高植物對高鹽脅迫的抗性。本專利技術為培育耐鹽抗性增強的水稻提供了一條重要途徑。而生產上栽培耐鹽抗性增強的水稻，對有效利用鹽堿土地、增加糧食產量等具有重要意義。下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術做進一步說明。附圖說明以下，結合附圖來詳細說明本專利技術的實施方案，其中：圖1，對本專利技術已構建好的TFSALT1過表達載體酶切驗證的結果示意圖。其中，對TFSALT1過表達載體進行XbaI和SalI雙酶切，大片段表示的是線性化的Super1300載體，小片段為TFSALT1基因片段。圖2，PCR檢測TFSALT1過表達的陽性植株。分別提取所獲得42株TFSALT1過表達植株的DNA，用PCR法檢測轉基因植株中的潮霉素基因，約為827bp。圖2顯示了部分陽性植株的檢測結果。圖3，RT-PCR檢測部分T2代TFSALT1過表達植株中的TFSALT1基因表達量。分別提取部分陽性TFSALT1過表達植株的RNA，并反轉錄成cDNA。以野生型日本晴水稻中TFSALT1的表達量為1，檢測TFSALT1過表達植株中TFSALT1的表達量。結果顯示在TFSALT1過表達植株中的該基因表達量達到374～5413倍。圖4，水稻中超表達TFSALT1基因能提高植株耐鹽脅迫能力。A：轉基因株系和野生型日本晴對照在不含或含有200mM NaCl的1/2MS培養基上生長10天的表型觀察。B：轉基因株系和野生型日本晴對照在不含或含有200mM NaCl的1/2MS培養基上生長10天后地上和地下部分長度的統計。結果說明，超表達TFSALT1基因后，能提高水稻耐鹽 脅迫能力。具體實施方式以下參照具體的實施例來說明本專利技術。本領域技術人員能夠理解，這些實施例僅用于說明本專利技術，其不以任何方式限制本專利技術的范圍。下述實施例中的實驗方法，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種提高鹽脅迫耐受能力的水稻TFSALT1基因，其特征在于，所述TFSALT1基因提取自水稻，所述TFSALT1基因用于提高水稻耐鹽性。
【技術特征摘要】
1.一種提高鹽脅迫耐受能力的水稻TFSALT1基因，其特征在于，所述TFSALT1基因提取自水稻，所述TFSALT1基因用于提高水稻耐鹽性。2.如權利要求1所述的水稻TFSALT1基因，其特征在于，其核苷酸序列為下述中的至少一種：1)、序列表中SEQ ID NO.1所示序列；2)、編碼與1)編碼的蛋白質相同的DNA序列；或3)、1)和2)中所包含的亞片段。3.如權利要求1所述的TFSALT1基因，其特征在于，所述水稻TFSALT1基因的序列是序列表中SEQ ID NO.1所示序列的cDNA序列或基因組DNA序列，或者是與這些序列具有90％以上同源性且編碼相同功能蛋白的DNA序列。4.一種能夠提高鹽脅迫耐受能力的TFSALT1基因在水稻耐鹽性遺傳改良中的應用，利用根據權利要求1所述的TFSLAT1基因編碼下述氨基酸序列(i)或(ii)所示的蛋白質：(i)序列表中的SEQ ID NO：2；...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李娟，楊劍波，秦瑞英，魏鵬程，楊亞春，李莉，李浩，許蓉芳，
申請(專利權)人：安徽省農業科學院水稻研究所，
類型：發明
國別省市：安徽;34
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