CN107459565B - 大豆抗旱相关蛋白在调控大豆抗旱性中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了大豆抗旱相关蛋白在调控大豆抗旱性中的应用。本发明公开的大豆抗旱相关蛋白(GmSQE1)为如下A1)或A2)或A3)：A1)氨基酸序列为序列1的蛋白质；A2)在序列1的氨基酸序列中经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的具有相同功能的由A1)衍生的蛋白质；A3)在A1)或A2)的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质。实验证明，与未转GmSQE1基因的植株相比，阳性转GmSQE1基因植株在干旱处理后，表现耐旱性状；而在复水处理后，未转GmSQE1基因的植株死亡，而阳性转GmSQE1基因植株能正常生长。表明，GmSQE1及其编码基因可以提高植物的抗旱性。

Description

大豆抗旱相关蛋白在调控大豆抗旱性中的应用

技术领域

本发明涉及生物技术领域中，大豆抗旱相关蛋白在调控大豆抗旱性中的应用。

背景技术

随着全球气候变暖和越来越多的土地荒漠化，干旱已经成为威胁全球农业发展和粮食安全的一个及其重要的因素。干旱胁迫会造成农作物的枯萎和发育不良，进而造成作物的减产。短时间内改变全球气候变暖的大趋势很困难，所以通过现代生物技术手段培育具有抗旱能力的作物是一个很好的解决途径。

大豆(Glycine max)是原产于中国的在世界范围内具有重要粮食安全地位的五大经济农作物之一。我国是全球最大的大豆进口国和消费国，大豆对保障我国油脂供应安全具有重量的战略意义。大豆可以给人们提供优质的大豆油，大豆植物蛋白。大豆被加工后的副产物豆饼被广泛作为优质的养殖饲料所应用。但是，随着全球气候变暖以及淡水资源的逐渐匮乏，干旱对大豆产量产生了重要的影响。因此，培育具有良好抗旱性状的大豆品种对于大豆生产具有重要的意义。目前，大豆抗旱育种主要集中在传统的杂交育种和转基因育种技术两方面。传统的杂交育种由于优良的抗旱种质资源比较匮乏，而且传统杂交育种需要不断地杂交配组合群体，然后拿到分离群体后寻找抗旱后代植株，然后不断地繁种挑选稳定遗传抗旱后代。传统的大豆杂交育种费时长，工作量大需要投入大量的人力物力。而且，传统的大豆杂交育种可能会造成亲本在获得抗旱性状后丢失原有的优良性状，比如说产量，株型，抗病性等。大豆转基因育种可以在明确抗旱关键基因的前提下迅速的通过植物遗传转化技术把抗旱基因导入到具有优良性状背景的亲本大豆品种中，通过对转基因阳性大豆植株的筛选确定单拷贝基因插入的纯合后代植株。转基因大豆抗旱育种可以方便，迅速的育成具有明确抗旱性的大豆新品种。目前国内和国际上对于大豆转基因育种主要集中在培育抗除草剂，抗虫和调节生长发育方面。大豆抗旱转基因育种方面目前报道较少。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提高植物抗旱性。

为解决上述技术问题，本发明首先提供了抗旱相关蛋白在调控植物抗旱性中的应用；所述抗旱相关蛋白的名称为GmSQE1，是如下A1)或A2)或A3)：

A1)氨基酸序列为序列1的蛋白质；

A2)在序列1的氨基酸序列中经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的具有相同功能的由A1)衍生的蛋白质；

A3)在A1)或A2)的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质。

为了使A1)中的蛋白质便于纯化，可在由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如表1所示的标签。

表1、标签的序列

标签	残基	序列
			Poly-Arg	5-6(通常为5个)	RRRRR
Poly-His	2-10(通常为6个)	HHHHHH
			FLAG	8	DYKDDDDK
Strep-tag II	8	WSHPQFEK
			c-myc	10	EQKLISEEDL

上述A2)中的GmSQE1蛋白质，所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加为不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。

上述A2)中的GmSQE1蛋白质可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。

上述A2)中的GmSQE1蛋白质的编码基因可通过将序列2所示的DNA序列中缺失一个或几个氨基酸残基的密码子，和/或进行一个或几个碱基对的错义突变，和/或在其5′端和/或3′端连上表1所示的标签的编码序列得到。

本发明还提供了与GmSQE1相关的生物材料在调控植物抗旱性中的应用；

所述生物材料，为下述B1)至B14)中的任一种：

B1)编码GmSQE1的核酸分子；

B2)含有B1)所述核酸分子的表达盒；

B3)含有B1)所述核酸分子的重组载体；

B4)含有B2)所述表达盒的重组载体；

B5)含有B1)所述核酸分子的重组微生物；

B6)含有B2)所述表达盒的重组微生物；

B7)含有B3)所述重组载体的重组微生物；

B8)含有B4)所述重组载体的重组微生物；

B9)含有B1)所述核酸分子的转基因植物细胞系；

B10)含有B2)所述表达盒的转基因植物细胞系；

B11)含有B1)所述核酸分子的转基因植物组织；

B12)含有B2)所述表达盒的转基因植物组织；

B13)含有B1)所述核酸分子的转基因植物器官；

B14)含有B2)所述表达盒的转基因植物器官。

上述应用中，B1)所述核酸分子可为如下b1)、b2)、b3)或b4)所示的基因：

b1)核苷酸序列是序列表中序列2的cDNA分子或DNA分子；

b2)核苷酸序列是序列表中序列3的cDNA分子或DNA分子；

b3)与b1)或b2)或限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且编码GmSQE1的cDNA分子或基因组DNA分子；

b4)在严格条件下与b1)或b2)限定的核苷酸序列杂交，且编码GmSQE1的cDNA分子或基因组DNA分子。

其中，所述核酸分子可以是DNA，如cDNA、基因组DNA或重组DNA；所述核酸分子也可以是RNA，如mRNA或hnRNA等。

其中，序列2所示的DNA分子编码序列1所示的GmSQE1蛋白质。

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，对本发明的编码GmSQE1蛋白质的核苷酸序列进行突变。那些经过人工修饰的，具有与本发明分离得到的GmSQE1蛋白质的核苷酸序列75％或者更高同一性的核苷酸，只要编码GmSQE1蛋白质且具有GmSQE1蛋白质功能，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”包括与本发明的编码序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质的核苷酸序列具有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。同一性可以用肉眼或计算机软件进行评价。使用计算机软件，两个或多个序列之间的同一性可以用百分比(％)表示，其可以用来评价相关序列之间的同一性。

上述应用中，所述严格条件是在2×SSC，0.1％SDS的溶液中，在68℃下杂交并洗膜2次，每次5min，又于0.5×SSC，0.1％SDS的溶液中，在68℃下杂交并洗膜2次，每次15min；或，0.1×SSPE(或0.1×SSC)、0.1％SDS的溶液中，65℃条件下杂交并洗膜。

上述75％或75％以上同一性，可为80％、85％、90％或95％以上的同一性。

上述应用中，B2)所述的含有编码GmSQE1蛋白质的核酸分子的表达盒(GmSQE1基因表达盒)，是指能够在宿主细胞中表达GmSQE1蛋白质的DNA，该DNA不但可包括启动GmSQE1基因转录的启动子，还可包括终止GmSQE1基因转录的终止子。进一步，所述表达盒还可包括增强子序列。可用于本发明的启动子包括但不限于：组成型启动子，组织、器官和发育特异的启动子，和诱导型启动子。启动子的例子包括但不限于：花椰菜花叶病毒的组成型启动子35S：来自西红柿的创伤诱导型启动子，亮氨酸氨基肽酶("LAP"，Chao等人(1999)PlantPhysiol 120：979-992)；来自烟草的化学诱导型启动子，发病机理相关1(PR1)(由水杨酸和BTH(苯并噻二唑-7-硫代羟酸S-甲酯)诱导)；西红柿蛋白酶抑制剂II启动子(PIN2)或LAP启动子(均可用茉莉酮酸甲酯诱导)；热休克启动子(美国专利5，187，267)；四环素诱导型启动子(美国专利5，057,422)；种子特异性启动子，如谷子种子特异性启动子pF128(CN101063139B(中国专利200710099169.7))，种子贮存蛋白质特异的启动子(例如，菜豆球蛋白、napin,oleosin和大豆beta conglycin的启动子(Beachy等人(1985)EMBO J.4：3047-3053))。它们可单独使用或与其它的植物启动子结合使用。此处引用的所有参考文献均全文引用。合适的转录终止子包括但不限于：农杆菌胭脂碱合成酶终止子(NOS终止子)、花椰菜花叶病毒CaMV 35S终止子、tml终止子、豌豆rbcS E9终止子和胭脂氨酸和章鱼氨酸合酶终止子(参见，例如：Odell等人(I⁹⁸⁵)Nature313:810；Rosenberg等人(1987)Gene,56:125；Guerineau等人(1991)Mol.Gen.Genet,262:141；Proudfoot(1991)Cell,64:671；Sanfacon等人Genes Dev.,5:141；Mogen等人(1990)Plant Cell,2:1261；Munroe等人(1990)Gene,91:151；Ballad等人(1989)Nucleic Acids Res.17:7891；Joshi等人(1987)Nucleic AcidRes.,15:9627)。

可用现有的表达载体构建含有所述GmSQE1基因表达盒的重组载体。所述植物表达载体包括双元农杆菌载体和可用于植物微弹轰击的载体等。如pAHC25、pBin438、pCAMBIA1302、pCAMBIA2301、pCAMBIA1301、pCAMBIA1300、pBI121、pCAMBIA1391-Xa或pCAMBIA1391-Xb(CAMBIA公司)等。所述植物表达载体还可包含外源基因的3′端非翻译区域，即包含聚腺苷酸信号和任何其它参与mRNA加工或基因表达的DNA片段。所述聚腺苷酸信号可引导聚腺苷酸加入到mRNA前体的3′端，如农杆菌冠瘿瘤诱导(Ti)质粒基因(如胭脂碱合成酶基因Nos)、植物基因(如大豆贮存蛋白基因)3′端转录的非翻译区均具有类似功能。使用本发明的基因构建植物表达载体时，还可使用增强子，包括翻译增强子或转录增强子，这些增强子区域可以是ATG起始密码子或邻接区域起始密码子等，但必需与编码序列的阅读框相同，以保证整个序列的正确翻译。所述翻译控制信号和起始密码子的来源是广泛的，可以是天然的，也可以是合成的。翻译起始区域可以来自转录起始区域或结构基因。为了便于对转基因植物细胞或植物进行鉴定及筛选，可对所用植物表达载体进行加工，如加入可在植物中表达的编码可产生颜色变化的酶或发光化合物的基因(GUS基因、萤光素酶基因等)、抗生素的标记基因(如赋予对卡那霉素和相关抗生素抗性的nptII基因，赋予对除草剂膦丝菌素抗性的bar基因，赋予对抗生素潮霉素抗性的hph基因，和赋予对氨甲喋呤抗性的dhfr基因，赋予对草甘磷抗性的EPSPS基因)或是抗化学试剂标记基因等(如抗除莠剂基因)、提供代谢甘露糖能力的甘露糖-6-磷酸异构酶基因。从转基因植物的安全性考虑，可不加任何选择性标记基因，直接以逆境筛选转化植株。

上述应用中，所述载体可为质粒、黏粒、噬菌体或病毒载体。所述质粒具体可为载体pGWC或质粒pB2GW7.0。

所述重组载体具体可为GmSQE1-pGWC或GmSQE1-pB2GW7.0，所述GmSQE1-pGWC为将序列2所示的DNA片段导入载体pGWC中得到的重组载体，所述GmSQE1-pB2GW7.0为将序列2所示的DNA片段导入质粒pB2GW7.0中得到的重组载体，所述GmSQE1-pGWC能表达序列1所示的GmSQE1蛋白质。

上述应用中，所述微生物可为酵母、细菌、藻或真菌。其中，细菌可为农杆菌，如农杆菌EHA105。

上述应用中，所述转基因植物细胞系、转基因植物组织和转基因植物器官均不包括繁殖材料。

本发明还提供了GmSQE1或所述生物材料在培育抗旱性增强植物中的应用。

本发明还提供了一种培育抗旱性增强植物的方法，所述方法包括：增加目的植物中GmSQE1的活性、增加目的植物中GmSQE1的含量、促进GmSQE1的编码基因的表达，得到与所述目的植物相比抗旱性增强的抗旱植物。

上述方法中，所述抗旱植物可为通过向所述目的植物中导入GmSQE1的编码基因得到的转基因植物。

上述方法中，GmSQE1的编码基因可为B1)所述核酸分子。

本发明还提供了调控植物抗旱性的产品，所述产品含有GmSQE1或所述生物材料。

所述产品可以GmSQE1或所述生物材料作为其活性成分，还可将GmSQE1或所述生物材料与其他具有相同功能的物质一起作为其活性成分。

本发明还提供了所述产品在调控植物抗旱性中的应用。

本发明中，所述植物可为双子叶植物或单子叶植物；所述目的植物可为双子叶植物或单子叶植物。所述双子叶植物可为豆科植物。所述豆科植物可为大豆，如大豆品种天隆一号。

本发明中，所述转基因植物理解为不仅包含将所述GmSQE1基因转化目的植物得到的第一代转基因植物，也包括其子代。对于转基因植物，可以在该物种中繁殖该基因，也可用常规育种技术将该基因转移进入相同物种的其它品种，特别包括商业品种中。所述转基因植物包括种子、愈伤组织、完整植株和细胞。

实验证明，与未转GmSQE1基因的植株相比，阳性转GmSQE1基因植株在干旱处理后，表现耐旱性状；而在复水处理后，未转GmSQE1基因的植株死亡，而阳性转GmSQE1基因植株能正常生长。表明，GmSQE1及其编码基因可以提高植物的抗旱性。

附图说明

图1为抗草胺膦转基因试纸条筛选阳性转基因大豆的结果。

图2为转基因大豆的抗旱性鉴定。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂、仪器等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，结果取平均值。

下述实施例中的pGWC(Huang et al.,Cloning and Expression Analysis ofthe Soybean CO-Like Gene GmCOL9，Plant Mol Biol Rep(2011)29:352–359)，公众可从申请人处获得该生物材料，该生物材料只为重复本发明的相关实验所用，不可作为其它用途使用。

下述实施例中的CCM液体培养基，1L含有B-5粉0.321g、MES 5.9g、100*B5有机9ml、蔗糖30g、Na₂S₂O₃溶液1ml、L-cys溶液4ml、DTT溶液1ml、AS溶液2ml、6-BA溶液1.67ml和GA3溶液100μl，余量为水。CCM固体培养基为向CCM液体培养基中添加琼脂粉得到的培养基，PH＝5.4。

下述实施例中的液体芽诱导培养基，1L含有B-5粉3.21g、MES 0.59g、蔗糖30g、Timentin溶液1ml、6-BA溶液1.12ml以及Cef溶液0.4ml，余量为水。SIM固体培养基为向液体芽诱导培养基中添加琼脂粉和PPT溶液500μl/500ml得到的培养基。

下述实施例中的固体芽伸长培养基，1L含有MS 4.43g、MES 0.59g、100*B5有机9ml、蔗糖30g、IAA溶液100μl、Cef溶液400μl、GA3溶液600μl、PPT溶液400μl、Glu溶液1ml、Timentin溶液1ml、ZR溶液1ml、Asp溶液1ml以及琼脂粉，余量为水，PH＝5.6。

下述实施例中的生根培养基，1L含有MS 2.22g、MES 0.59g、100*B5有机9ml、蔗糖20g、Cef溶液400μl、Timentin溶液1ml、IBA溶液1ml、Glu溶液1ml、Asp溶液1ml以及琼脂粉，余量为水，PH＝5.7。

其中，每500ml 100*B5有机含有：肌醇(myo-lnositol)5g，烟酸(Nicotinic acid)0.05g，盐酸吡哆酸(维生素B6)0.05g，盐酸硫胺(Thiamine hydrochloride)0.5g，余量为水。

Na₂S₂O₃(硫代硫酸钠)溶液：3.16g Na₂S₂O₃/20ml，蒸馏水溶。

L-cys(L-半胱氨酸)溶液：10g L-cys/100ml，蒸馏水溶。

DTT(二硫苏糖醇，DL-Dithiothreitol)溶液：3.08g DTT/20ml，用3M NaAC水溶液溶。

AS(乙酰丁香酮)溶液：0.392g AS/20ml，95％乙醇水溶液溶。

6-BA(6-苄氨基腺嘌呤)溶液：1mg6-BA/ml，先少量1M NaOH水溶液溶解，后蒸馏水定容。

GA3(赤霉素)溶液：1mg GA3/ml，95％乙醇水溶液溶。

Temetime(特美汀)溶液：80mg Temetime/ml，蒸馏水溶。

Cef(头孢)溶液：250mg Cef/ml，蒸馏水溶。

IAA(吲哚乙酸)溶液：1mg IAA/ml，先少量95％乙醇水溶液溶解，后蒸馏水定容。

PPT(除草剂-草铵膦，Glufosinate-ammonium)溶液：5mg PPT/ml，蒸馏水溶。

Glu(谷氨酸)溶液：50mg Glu/ml，蒸馏水溶。

ZR(反玉米核苷酸)溶液：1mg ZR/ml，先少量1M HCl溶液溶解，后蒸馏水定容。

Asp(天冬氨酸)溶液：50mg Asp/ml，先少量1M HCl水溶液溶解，后蒸馏水定容。

IBA(吲哚丁酸)溶液：1mg IBA/ml，95％乙醇溶液溶。

实施例1、大豆抗旱相关蛋白GmSQE1可以调控大豆抗旱性

本实施例提供了来源于大豆品种willam82的大豆抗旱相关蛋白，将其命名为GmSQE1，GmSQE1的序列为序列表中序列1。在大豆品种willam82中，GmSQE1的CDS序列为序列表中序列2，基因组序列为序列表中序列3。

将序列2所示的DNA分子(即GmSQE1编码基因)转至大豆中检测GmSQE1在调控大豆中的功能，具体方法如下：

1、构建GmSQE1表达重组载体与重组菌

利用上游引物(F:AGGCTTTGACTTTAGGTC ATGATGGGTTATGAGTATATTTTGG)和下游引物(R:GTCTAGAGACTTTAGGTC TTAATCTTCCAAATTGGTAGGG)组成的引物对对大豆品种willam82的cDNA进行PCR扩增，通过同源重组的方式使得到的PCR产物与中间载体pGWC发生同源重组，将序列2所示的GmSQE1编码基因转移至中间载体pGWC上，将得到的含有正确序列的重组载体命名为GmSQE1-pGWC。

同源重组的方式将GmSQE1-pGWC与质粒pB2GW7.0(Fibrillin 5Is Essential forPlastoquinone-9Biosynthesis by Binding to Solanesyl Diphosphate Synthases inArabidopsis)进行gateway反应，得到序列正确的重组载体，将该重组载体命名为GmSQE1-pB2GW7.0，GmSQE1-pB2GW7.0即为GmSQE1表达重组载体，能表达序列1所示的GmSQE1。

将GmSQE1-pB2GW7.0导入根癌农杆菌EHA105中，得到重组菌，将该重组菌命名为EHA105/GmSQE1-pB2GW7.0；将pB2GW7.0导入根癌农杆菌EHA105中，得到重组菌EHA105/GmSQE1，作为空载体对照。

2、转基因大豆的构建

通过农杆菌侵染法利用重组菌EHA105/GmSQE1-pB2GW7.0转化大豆品种天隆一号得到转基因大豆，并利用重组菌EHA105/GmSQE1得到的转空载体植株作为对照，具体方法如下：

2.1农杆菌侵染液的准备：

将重组菌加入含有利福平(50ng/L)和壮观霉素(50ng/L)的LB液体培养基，28℃，200rpm，过夜培养。期间检测菌液浓度，在OD600值达到1.2-1.5时，4000rpm，离心10min，收集菌体。重悬于CCM液体培养基(Co-culture Medium，CCM)，调整OD600至0.6左右，得到菌体悬液，备用。

2.2外植体的制备：

挑选饱满、表面光滑、无病瘢的大豆品种天隆一号成熟的种子，氯气灭菌5h后备用。将灭过菌的大豆种子浸泡在无菌水中，室温下过夜，用手术刀将浸泡后的大豆种子沿着种脐从中间一分为二，确保子叶两边胚完整，去掉种皮，切去大部分下胚轴，只留靠近子叶的3-5mm下胚轴，在子叶与胚轴交接处直径约3mm的范围内划1-3刀。获得具有完整胚的半粒种子作为外植体。

2.3农杆菌侵染外植体及共培养：

将步骤2.2得到的外植体浸泡至步骤2.1得到的菌体悬液中，在28℃，200rpm条件下侵染30min后，将外植体取出，晾干至表面没有明显菌液，将外植体腹面朝下，铺在放有无菌滤纸的CCM固体培养基上，在26℃暗培养三天。

2.4外植体的清洗及丛生芽的诱导：

暗培养结束后，先后用无菌水及液体芽诱导培养基(Shoot Induction Mediium，SIM)清洗外植体表面的菌液，在无菌滤纸上吸去多余水分，用手术刀将暗培养过程中长大的下胚轴再次截断，只留靠近子叶的3-5mm下胚轴，并用刀刮去生长点附近的乳芽，最后，将处理好的外植体以切面朝上，子叶节朝下，约45度角斜插入SIM固体培养基进行筛选培养，封口，放置培养室培养，培养温度26℃，光周期16h/8h。每两周继代一次，共继代三次，得到诱导出丛生芽的外植体。

2.5丛生芽的伸长及生根：

将诱导出丛生芽的外植体，切去子叶后，接入固体芽伸长培养基(ShootElongation Mediium，SEM)中，培养温度26℃，光周期16h/8h。每两周继代一次，视情况继代3-5次。每次继代时，用小刀刮掉外层褐化变黑的组织，露出里层绿色组织后接入固体SEM中。丛生芽伸长到5cm左右时，将其从外植体上切下，并接入生根培养基(Rooting Mediium，RM)中生根。

2.6炼苗及移栽：

当步骤2.5的苗根系发达后，打开培养瓶的盖子，在组织培养室炼苗，保持其生长环境湿度，3天后将小苗移出培养基，把根部的培养基冲洗干净，将苗移栽入土壤(营养土：蛭石比为1：2)中，并盖上保鲜膜保湿，3天后揭膜，培养温度25℃，光周期16h/8h。注意水肥等管理，等小苗稍长大一点就可以取样鉴定是否为阳性植株。

2.7转基因植株鉴定：

通过利用专门鉴定具有basta抗性的抗草胺膦转基因试纸条，对大豆基因组进行PCR扩增两方面确定转基因植株是否具有抗basta除草剂抗性来筛选阳性转基因大豆。其中，PCR扩增所用引物为F：5’-CAAAACCAAGAGTGGACAAGA-3’；R:5’-AAGGATCACCCAAGATAACGT-3’。将两种实验结果均为阳性的植株(即阳性转基因大豆)进行进一步的实验，抗草胺膦转基因试纸条的检测结果如图1所示。

3、转基因大豆的抗旱性鉴定

将步骤2得到的三个独立的阳性转基因大豆株系(line-1,line-2和line-3)和对照未转基因(CK)的大豆品种天隆一号以及转空载体植株，在种子萌发后50天后统一进行干旱胁迫处理，每种大豆均至少10株，具体胁迫处理如下：

1)处理前均匀浇水，保证每一盆苗子(T2代转基因苗子)之间处理前的土壤含水量基本一致；

2)将处理的大豆苗子放置于室温26度，湿度50％的恒温培养间里面，光照周期白昼16小时/黑暗8h，期间不浇水，进行干旱处理，共处理8天；

3)干旱处理8天后观察表型，然后正常浇水，浇水量均相同，进行复水处理；

4)复水处理8天后观察表型。

结果显示，处理前各中植株的生长状况基本一致。干旱处理8天后，大豆品种天隆一号与转空载体植株的叶片均发黄、下垂、干枯，而三个独立的阳性转基因大豆株系仅有部分植株的最下部的叶片发黄，所有植株所有叶片均未发生非正常下垂与干枯。复水处理8天后，大豆品种天隆一号与转空载体植株均死亡，而三个独立的阳性转基因大豆株系均能正常生长。表明，GmSQE1及其编码基因可以提高大豆的抗旱性。其中，阳性转基因大豆株系与大豆品种天隆一号(CK)的结果如图2所示。

<110> 中国农业科学院油料作物研究所

<120> 大豆抗旱相关蛋白在调控大豆抗旱性中的应用

<160> 3

<170> PatentIn version 3.5

<210> 1

<211> 529

<212> PRT

<213> 大豆

<400> 1

Met Met Gly Tyr Glu Tyr Ile Leu Gly Gly Ile Ile Ala Ser Ser Leu

1 5 10 15

Val Leu Val Phe Val Ile Tyr Gly Ser Val Ser Lys Arg Lys Ala Lys

20 25 30

Ser Ser Val His Ala Glu Ser Asn Gly Gly Ser Ile Ile Arg Thr Ser

35 40 45

Pro Glu Asn Gly Asn His His Gln Glu Ile Ser Glu Thr Thr Asp Val

50 55 60

Ile Ile Val Gly Ala Gly Val Ala Gly Ala Ala Leu Ala Tyr Thr Leu

65 70 75 80

Gly Lys Glu Gly Arg Arg Val His Val Ile Glu Arg Asp Leu Thr Glu

85 90 95

Pro Asp Arg Ile Val Gly Glu Leu Leu Gln Pro Gly Gly Tyr Leu Lys

100 105 110

Leu Ile Glu Leu Gly Leu Gln Asp Cys Val Gly Glu Ile Asp Ala Gln

115 120 125

Pro Val Phe Gly Tyr Ala Leu Tyr Lys Asp Gly Lys Asn Thr Lys Leu

130 135 140

Ser Tyr Pro Leu Glu Asn Phe Ala Ser Asp Val Ser Gly Arg Ser Phe

145 150 155 160

His Asn Gly Arg Phe Ile Gln Arg Met Arg Glu Lys Ala Ser Ser Leu

165 170 175

Pro Asn Val Lys Leu Glu Gln Gly Thr Val Thr Phe Leu Leu Glu Glu

180 185 190

Asp Arg Ile Ile Lys Gly Val Asn Phe Lys Thr Lys Ser Gly Gln Glu

195 200 205

Leu Thr Ala Lys Ala Pro Leu Thr Ile Val Cys Asp Gly Cys Phe Ser

210 215 220

Asn Leu Arg Arg Ser Leu Cys Asn Pro Lys Val Asp Val Pro Ser His

225 230 235 240

Phe Val Gly Leu Val Leu Glu Asn Cys Asn Leu Pro Tyr Ala Asn His

245 250 255

Gly His Val Ile Leu Gly Asp Pro Ser Pro Ile Leu Phe Tyr Pro Ile

260 265 270

Ser Ser Thr Glu Ile Arg Cys Leu Val Asp Val Pro Gly His Lys Leu

275 280 285

Pro Ser Leu Gly Asn Gly Asp Met Ala Arg Tyr Leu Lys Thr Val Val

290 295 300

Ala Pro Gln Val Pro Pro Glu Leu Arg Asp Ser Phe Ile Ala Ala Val

305 310 315 320

Glu Lys Gly Asn Ile Arg Ser Met Pro Asn Arg Ser Met Pro Ala Ser

325 330 335

Pro Tyr Pro Thr Pro Gly Ala Leu Leu Met Gly Asp Ala Phe Asn Met

340 345 350

Arg His Pro Leu Thr Gly Gly Gly Met Thr Val Ala Leu Ser Asp Ile

355 360 365

Val Leu Leu Arg Asn Leu Leu Arg Pro Leu His Asp Leu His Asp Ala

370 375 380

Asn Ala Leu Cys Lys Tyr Leu Glu Ser Phe Tyr Thr Leu Arg Lys Pro

385 390 395 400

Val Ala Ser Thr Ile Asn Thr Leu Ala Gly Ala Leu Tyr Lys Val Phe

405 410 415

Cys Ala Ser Pro Asp Pro Ala Ser Lys Glu Met Arg Gln Ala Cys Phe

420 425 430

Asp Tyr Leu Ser Leu Gly Gly Val Phe Ser Asp Gly Pro Ile Ala Leu

435 440 445

Leu Ser Gly Leu Asn Pro Arg Pro Leu Ser Leu Val Leu His Phe Phe

450 455 460

Ala Val Ala Ile Tyr Gly Val Gly Arg Leu Leu Ile Pro Phe Pro Ser

465 470 475 480

Pro Lys Arg Met Trp Ile Gly Ala Arg Leu Ile Ser Gly Ala Ser Ala

485 490 495

Ile Ile Phe Pro Ile Ile Lys Ala Glu Gly Ile Arg Gln Met Phe Phe

500 505 510

Pro Val Thr Val Pro Ala Tyr Tyr Arg Thr Pro Pro Thr Asn Leu Glu

515 520 525

Asp

<210> 2

<211> 1590

<212> DNA

<213> 大豆

<400> 2

atgatgggtt atgagtatat tttgggaggc attatagctt ctagcttggt gcttgtgttt 60

gttatatatg gttctgtatc aaagaggaag gccaaaagtt cagtacatgc agaaagtaat 120

ggtggtagta ttataaggac atcaccagaa aatggaaacc accatcaaga aatctcagaa 180

actacggacg tcatcattgt cggtgctggg gttgctggcg cagcccttgc ttacacactt 240

ggcaaggaag gaaggcgagt gcatgttatt gaaagggact tgactgaacc agacaggatt 300

gtgggggaat tgctacaacc tggggggtat cttaagttaa ttgaattggg tctccaagat 360

tgtgtgggtg agattgatgc tcagccagtc tttggctatg ctctttacaa ggacgggaaa 420

aatactaagc tttcttaccc cttggaaaat tttgcctctg atgtttctgg aagaagcttt 480

cacaatggcc gtttcataca aaggatgcgc gaaaaggctt catctcttcc aaatgtaaaa 540

ttagaacaag gaactgtcac atttctacta gaagaagata gaatcatcaa aggggtaaac 600

ttcaaaacca agagtggaca agagctcaca gctaaggctc ccctcaccat tgtatgtgat 660

ggctgttttt ccaacctgag acgttctctt tgcaacccaa aggttgatgt accatctcat 720

tttgttggtc tggtcctaga gaactgcaat cttccatatg caaaccacgg gcacgttatc 780

ttgggtgatc cttctcccat tttgttttat cccatcagta gcactgagat tcggtgtttg 840

gttgatgtgc ctggccataa attaccttcc cttggcaatg gtgacatggc ccgttatttg 900

aaaacagtag tagctcccca ggttcctcca gagctgcgtg actcttttat agcagcagtt 960

gagaaaggaa acataagaag catgccaaac agaagcatgc ccgcatctcc ttatcccaca 1020

cctggtgccc ttctcatggg agatgccttc aacatgcgtc accctttaac cggaggggga 1080

atgactgtgg ctttgtctga cattgttttg ctaaggaacc ttcttagacc cctgcatgat 1140

ctgcatgacg ctaatgctct ttgcaaatat cttgaatcat tctacaccct acgcaagcca 1200

gtggcatcta caataaacac attagctggg gcattgtaca aggtgttttg tgcatcccct 1260

gatccagcta gtaaggaaat gcgccaggca tgttttgatt atttaagcct tggaggtgtt 1320

ttctcagatg gaccaattgc tctactctct ggtctaaatc ctcgtccatt aagcttggtt 1380

ctccacttct ttgccgtggc tatatatggt gttggtcgct tactcatacc attcccttct 1440

ccaaaacgaa tgtggattgg agctagattg atttccggtg cctctgctat cattttcccc 1500

attatcaagg ccgaaggaat tagacaaatg ttcttcccag taactgtgcc agcgtattac 1560

agaacacccc ctaccaattt ggaagattaa 1590

<210> 3

<211> 3323

<212> DNA

<213> 大豆

<400> 3

atgatgggtt atgagtatat tttgggaggc attatagctt ctagcttggt gcttgtgttt 60

gttatatatg gttctgtatc aaagaggaag gccaaaagtt cagtacatgc agaaagtaat 120

ggtggtagta ttataaggac atcaccagaa aatggaaacc accatcaaga aatctcagaa 180

actacggacg tcatcattgt cggtgctggg gttgctggcg cagcccttgc ttacacactt 240

ggcaaggtag aacaaacctt ttcttgacac gactttgtga aatctaatcc atatgtgtga 300

tgttttttct tagttactac ctgcaaatat gttttgattc atagatatat gcaaaactta 360

tgttgaggta aaataataac aataacaatt atgttagaaa gtcatgtttg attgccagaa 420

agtagaggtt ggaagataga agagtagttt tctaagtgtt attctgaatg aaattataca 480

agtgatacag ttataagtta taaccttata taggcttcat agaacattta ttctaaagat 540

agatttccca tttttttttt attttcattt tcatgaatat atttttcttg caaccagaca 600

aaaacatgaa aagttaaact gtggaaagtc caagatctct tcctttccat gatctgttct 660

tagaaccaca acacaaacta catatgcagt cagattcaga cttctagtta tatataaact 720

ttatggtaat ttaaaagaat ggtctaaaat atttttacac aatgaatcat atagtttgtg 780

ttgtaaaagg atcaatgatg ttggtctatg gttcttgctt caggaaggaa ggcgagtgca 840

tgttattgaa agggacttga ctgaaccaga caggattgtg ggggaattgc tacaacctgg 900

ggggtatctt aagttaattg aattgggtct ccaaggtaac caagcaagaa acatgtcaca 960

tattatgtca cataagtaga tgtatggaag attgtgtgag aattgaagta atcaatctta 1020

ggtgtgaact cccttgcctt tgcttgtcaa attcaaggct cttattaaca gattaagttg 1080

tgagttgttt cagattgtgt gggtgagatt gatgctcagc cagtctttgg ctatgctctt 1140

tacaaggacg ggaaaaatac taagctttct taccccttgg aaaattttgc ctctgatgtt 1200

tctggaagaa gctttcacaa tggccgtttc atacaaagga tgcgcgaaaa ggcttcatct 1260

cttccaaagt acagactctt atcatccttt ttcaaaaact gtttctgaaa aggatttttt 1320

tttattaaat cctttccttc cgttacttgc tcttattgtt ccaaattttg tgcagtgtaa 1380

aattagaaca aggaactgtc acatttctac tagaagaaga tagaatcatc aaaggggtaa 1440

acttcaaaac caagagtgga caagagctca cagctaaggc tcccctcacc attgtatgtg 1500

atggctgttt ttccaacctg agacgttctc tttgcaaccc aaaggtaact atgctgtttt 1560

ttttattatt atttatgtta aaagtgtgaa atatattctg actttgttga tgattaattt 1620

ccattgaaaa attggttgac cattttagta gtcttctctt ctaatggtgt ttttttttct 1680

gtcacaaggc tccaagccaa gactttactt ataggtccga gtccaagtca agctaactta 1740

atgttggtat ctatttgtct ttgctagtac ttagatgggt ttatttgttt atttatttat 1800

gcaggttgat gtaccatctc attttgttgg tctggtccta gagaactgca atcttccata 1860

tgcaaaccac gggcacgtta tcttgggtga tccttctccc attttgtttt atcccatcag 1920

tagcactgag attcggtgtt tggttgatgt gcctggccat aaattacctt cccttggcaa 1980

tggtgacatg gcccgttatt tgaaaacagt agtagctccc caggtacaaa tatcctagtc 2040

tttggcttgg cttaatattc aaaacatgga acatattctt caattccact aatggaggaa 2100

attgtgtttt aggttcctcc agagctgcgt gactctttta tagcagcagt tgagaaagga 2160

aacataagaa gcatgccaaa cagaagcatg cccgcatctc cttatcccac acctggtgcc 2220

cttctcatgg gagatgcctt caacatgcgt caccctttaa ccggaggggg aatgactgtg 2280

gctttgtctg acattgtttt gctaaggaac cttcttagac ccctgcatga tctgcatgac 2340

gctaatgctc tttgcaaata tcttgaatca ttctacaccc tacgcaaggt taatatatat 2400

ataatcgaaa gagtttaata gtcatgcacc ttagaataaa agtattttct ttataaacta 2460

attagaaaac atccttattc cttagtatgc agtactatga ctttggtggt tattataaaa 2520

gtgaacgagt ttatcttaca tgacagtttg taattgaata atcgtataag aaacctttac 2580

attgttttct taaccaaata ccctgtcatg ttttatcagt attggtttga gcaaatttaa 2640

taggtggttc ttgattgtgt ttgcagccag tggcatctac aataaacaca ttagctgggg 2700

cattgtacaa ggtgttttgt gcatcccctg atccagctag taaggaaatg cgccaggcat 2760

gttttgatta tttaagcctt ggaggtgttt tctcagatgg accaattgct ctactctctg 2820

gtctaaatcc tcgtccatta agcttggttc tccacttctt tgccgtggct atatatggtg 2880

ttggtcgctt actcatacca ttcccttctc caaaacgaat gtggattgga gctagattga 2940

tttccgtgag tgtttcttgc atttctttat agacataatt tttcacatat taaccataac 3000

ctttgctgca acaatattct attacaaatt atgaataatt ctagcatgag tagagtgttt 3060

aatattcaaa taaattcaac acggtctata tattttgatt aattgagtct gtaaatgttg 3120

tggtcataaa agaattgttc ccaaaatatt agttaatggt acaacaaaat ttatgatttt 3180

gaaccaagtt tgttcttgac attttcaggg tgcctctgct atcattttcc ccattatcaa 3240

ggccgaagga attagacaaa tgttcttccc agtaactgtg ccagcgtatt acagaacacc 3300

ccctaccaat ttggaagatt aaa 3323

Claims (13)

1.抗旱相关蛋白在提高植物抗旱性中的应用，所述抗旱相关蛋白为序列1所示的蛋白质，通过增加所述植物中所述抗旱相关蛋白的含量提高植物的抗旱性。

2.与权利要求1中所述抗旱相关蛋白相关的生物材料在提高植物抗旱性中的应用，所述生物材料通过增加所述植物中所述抗旱相关蛋白的含量提高植物的抗旱性，

所述生物材料，为下述B1）至B14）中的任一种：

B1）编码权利要求1所述抗旱相关蛋白的核酸分子；

B2）含有B1）所述核酸分子的表达盒；

B3）含有B1）所述核酸分子的重组载体；

B4）含有B2）所述表达盒的重组载体；

B5）含有B1）所述核酸分子的重组微生物；

B6）含有B2）所述表达盒的重组微生物；

B7）含有B3）所述重组载体的重组微生物；

B8）含有B4）所述重组载体的重组微生物；

B9）含有B1）所述核酸分子的转基因植物细胞系；

B10）含有B2）所述表达盒的转基因植物细胞系；

B11）含有B1）所述核酸分子的转基因植物组织；

B12）含有B2）所述表达盒的转基因植物组织；

B13）含有B1）所述核酸分子的转基因植物器官；

B14）含有B2）所述表达盒的转基因植物器官。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：B1）所述核酸分子为如下b1）或b2）：

b1）核苷酸序列是序列表中序列2的DNA分子；

b2）核苷酸序列是序列表中序列3的DNA分子。

4.权利要求1中所述抗旱相关蛋白或权利要求2或3中所述生物材料在培育抗旱性增强植物中的应用。

5.根据权利要求1-4任一所述的应用，其特征在于：所述植物为双子叶植物或单子叶植物。

6.一种培育抗旱性增强植物的方法，包括：增加目的植物中权利要求1中所述抗旱相关蛋白的含量或促进权利要求1中所述抗旱相关蛋白的编码基因的表达，得到与所述目的植物相比抗旱性增强的抗旱植物。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述抗旱植物是通过向所述目的植物中导入权利要求1中所述抗旱相关蛋白的编码基因得到的植物。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：权利要求1中所述抗旱相关蛋白的编码基因为权利要求3中B1）所述核酸分子。

9.根据权利要求6-8中任一所述的方法，其特征在于：所述植物为双子叶植物或单子叶植物。

10.调控植物抗旱性的产品，含权利要求2或3中B1）至B8）任一所述的生物材料。

11.根据权利要求10所述的产品，其特征在于：所述植物为双子叶植物或单子叶植物。

12.权利要求10所述产品在调控植物抗旱性中的应用。

13.根据权利要求12所述的应用，其特征在于：所述植物为双子叶植物或单子叶植物。

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