CN115851812A - 火龙果HuC3H35基因及其编码蛋白和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了火龙果HuC3H35基因及其编码蛋白和应用,所述火龙果HuC3H35基因的核苷酸序列如SEQIDNO.1所示;或为编码氨基酸序列如SEQIDNO.2所示的核苷酸序列。本发明的火龙果HuC3H35基因通过表达植物的CCCH型锌指蛋白HuC3H35,参与盐胁迫和高温胁迫应答,可以将该基因应用于植物针对盐胁迫和高温胁迫的遗传育种,改良植物对盐和高温的耐受性,培育耐盐和耐高温的作物品种,降低盐渍地和高温对粮食作物带来的安全危害等都具有重要的参考意义。
Description
技术领域
本发明属于植物基因工程技术领域,特别是涉及一种火龙果HuC3H35基因及其编码蛋白在提高植物抗盐胁迫和高温胁迫中的应用。
背景技术
火龙果原产于墨西哥和南美洲等地,是仙人掌科的一种多年生攀援性的热带水果。火龙果在越南、泰国等东南亚国家和我国南方广泛种植。火龙果分为黄皮白肉、红皮白肉和红皮红肉等,果实果肉甜美可口,含有大量的植物蛋白、膳食纤维和甜菜红素,具有丰富的营养价值和保健价值。火龙果果实还可以用于酿酒、制作果汁和甜品等多种食品,具有巨大的经济价值和商业价值。
盐是限制全世界农业发展的主要非生物胁迫之一,目前全世界有近三分之一的面积受盐碱化影响,大面积盐渍化土壤严重影响农作物的生长发育,从而影响农作物的产量和品质。同时,全球变暖所导致的高温胁迫已经严重威胁到了农作物的产量和品质。
锌指蛋白是一类含有锌指结构域的转录因子,广泛存在于动植物、酵母和病毒中。锌指蛋白通过与DNA、RNA和其他蛋白质相互作用,在转录和转录后水平上调控基因的表达,在植物的生长发育、逆境胁迫响应以及植物激素响应等生物学功能中具有重要的作用。锌指结构域是由Cys(半胱氨酸)、Cys和His(组氨酸)组成,通过结合锌离子形成指状结构域。锌指蛋白根据Cys和His残基的数目和排列,可分为9大类:C2H2、C2HC、C2HC5、CCCH、C3HC4、C4、C4HC3、C6、C8。CCCH型锌指蛋白是锌指蛋白中数量较少的一类,结构上通常包含1~6个C-X4-15-C-X4-6-C-X3-4-H(X为其他氨基酸)的CCCH型基序的锌指蛋白。CCCH型锌指蛋白主要通过与DNA或RNA相结合,在转录水平和转录后水平调控基因的表达,从而影响植物的生长发育和逆境胁迫响应。研究发现拟南芥AtC3H23/AtTZF1(tandem zinc finger 1)与DNA和RNA都有结合活性,可以在细胞核和细胞质之间移动,表明AtC3H23/AtTZF1可以通过结合DNA与RNA来调控基因的表达。随后有研究发现,AtC3H23/AtTZF1能够结合含有AREs(AU-rich elements)的mRNA,并引起其降解。AtC3H49/AtTZF3和AtC3H20/AtTZF2的重组蛋白在体外显示出RNase活性,表明他们可能参与mRNA的代谢过程。水稻中OsTZF1受干旱、高盐和过氧化氢诱导表达,超表达OsTZF1提高水稻对干旱和盐的抗性,通过减少活性氧(ROS)的水平来提高植物对盐胁迫的耐受性,OsTZF1位于细胞质中,能与含有U-rich基序和AREs基序的mRNA结合,表明OsTZF1可能通过影响与胁迫响应基因的RNA代谢来提高各种植物的抗逆性。
在人类现代化进程不断加快、人口数量增加、耕地面积减少和淡水资源不足的压力下,研究植物耐盐和耐高温的机理,挖掘耐盐、耐高温的遗传资源,培育耐盐和耐高温新材料和新品种对于全球农作物生产具有重要意义。火龙果具有较强的耐盐,耐旱,耐热和耐贫瘠等特点,可以作为一种植物抗逆性遗传资源库进行深入研究。
发明内容
基于此,本发明的目的之一是提供一种火龙果HuC3H35基因及其编码蛋白在提高植物抗逆性中的应用,该基因和其编码蛋白可以提高植物抗盐胁迫和抗高温胁迫。
实现上述发明目的的具体技术方案包括如下:
火龙果HuC3H35基因在提高植物抗逆性中的应用,所述火龙果HuC3H35基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示;或为编码氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的核苷酸序列;所述抗逆性为抗盐胁迫或抗高温胁迫。
火龙果HuC3H35基因编码的蛋白在提高植物抗逆性中的应用,所述蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。
在其中一些实施例中,所述植物为火龙果或拟南芥。
本发明的另一目的是提供一种火龙果HuC3H35基因、及其编码的蛋白在改良植物对盐和高温的耐受性的遗传育种中的应用,火龙果HuC3H35基因、及其编码的蛋白可以用于培育耐盐和耐高温的植物品种。
实现上述发明目的的具体技术方案包括如下:
火龙果HuC3H35基因在改良植物对盐和高温的耐受性的遗传育种中的应用,所述火龙果HuC3H35基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示;或为编码氨基酸序列如SEQ IDNO.2所示的核苷酸序列。
火龙果HuC3H35基因编码的蛋白在提高植物抗逆性中的应用,所述蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。
在其中一些实施例中,所述植物为火龙果或拟南芥。
本发明的另一目的是提供一种过表达载体,该过表达载体在提高植物抗盐胁迫和抗高温胁迫,以及改良植物对盐和高温的耐受性。
实现上述发明目的的具体技术方案包括如下:
插入有火龙果HuC3H35基因的过表达载体,所述火龙果HuC3H35基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示;或为编码氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的核苷酸序列。
在其中一些实施例中,所述过表达载体为pCAMBIA1302-HuC3H35。
本发明还提供了上述插入有火龙果HuC3H35基因的过表达载体在提高植物抗逆性中的应用,所述抗逆性为抗盐胁迫或抗高温胁迫。
本发明还提供了上述插入有火龙果HuC3H35基因的过表达载体在改良植物对盐或高温的耐受性的遗传育种中的应用。
在其中一些实施例中,所述植物为拟南芥或火龙果。
本发明还提供了一种提高植物抗盐胁迫或抗高温胁迫的生物制剂。
实现上述发明目的的具体技术方案包括如下:
一种提高植物抗逆性的生物制剂,所述生物制剂的活性成分含有上述过表达载体,所述抗逆性为抗盐胁迫或抗高温胁迫。
在其中一些实施例中,所述植物为拟南芥或火龙果。
本发明还提供了一种提高植物抗逆性的方法。
实现上述发明目的的具体技术方案包括如下:
一种提高植物抗逆性的方法,该方法包括提高火龙果HuC3H35基因的表达,所述火龙果HuC3H35基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示;或为编码氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的核苷酸序列;所述抗逆性为抗盐胁迫或抗高温胁迫。
在其中一些实施例中,所述植物为拟南芥或火龙果。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
在本发明中,发明人筛选到一个火龙果HuC3H35基因,通过转基因的方法对HuC3H35基因进行过表达,发现:伴随着HuC3H35基因的表达量提高,拟南芥对盐和高温的抗性也相应得到提高,表明HuC3H35基因通过表达植物的CCCH型锌指蛋白HuC3H35,参与盐胁迫和高温胁迫应答,因此,本发明对全面理解植物中CCCH型锌指蛋白HuC3H35的生物学功能具有重要的意义,为植物抗盐或抗高温的分子育种提供了更为丰富的基因遗传资源,可以将该基因应用于植物针对盐胁迫和高温胁迫的遗传育种,改良植物对盐和高温的耐受性,培育耐盐和耐高温的作物品种,降低盐渍地和高温对粮食作物带来的安全危害等都具有重要的参考意义。
附图说明
图1为本发明实施例1中构建表达载体所用的pCAMBIA1302载体图谱。
图2为本发明实施例1中过表达HuC3H35基因的阳性转基因植株的检测,其中,WT为野生型拟南芥,7、16、17为阳性转基因拟南芥植株。
图3为本发明实施例1中野生型和HuC3H35转基因拟南芥的定量PCR检测结果,其中WT为野生型拟南芥植株;HuC3H35-OE7为HuC3H35过表达株系7;HuC3H35-OE16为HuC3H35过表达株系16;HuC3H35-OE17为HuC3H35过表达株系17。
图4为本发明实施例2中200mM NaCl处理过表达拟南芥和野生型拟南芥的表型比较,其中其中WT为野生型拟南芥植株;HuC3H35-OE7为HuC3H35过表达株系7;HuC3H35-OE16为HuC3H35过表达株系16;HuC3H35-OE17为HuC3H35过表达株系17。
图5为本发明实施例3中火龙果在高盐450mM NaCl处理下,HuC3H35基因在不同时间点的表达水平;0为处理前的样品,3,6,24,72为处理后的不同时间点(小时)。
图6为本发明实施例4中高温42℃处理过表达拟南芥和野生型拟南芥的表型比较,其中WT为野生型拟南芥植株;HuC3H35-OE7为HuC3H35过表达株系7;HuC3H35-OE16为HuC3H35过表达株系16;HuC3H35-OE17为HuC3H35过表达株系17;Survival rates为生存率。
图7为本发明实施例5中火龙果在45℃高温处理下,HuC3H35基因在不同时间点的表达水平;0为处理前的样品,3,6,24,72为处理后的不同时间点(小时)。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将对本发明进行更全面的描述。本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明公开内容的理解更加透彻全面。
下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件,例如Sambrook等人,分子克隆:实验室手册(NewYork:Cold Spring Harbor Laboratory Press,1989)中所述的条件,或按照制造厂商所建议的条件。实施例中所用到的各种常用化学试剂,均为市售产品。
本发明中的火龙果HuC3H35基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示,其编码的蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。过表达HuC3H35基因的载体pCAMBIA1302-HuC3H35的核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示。
SEQ ID NO.1
ATGATGATCGGAGAAACACACCGTCACCTCAACCTTCAGGTCCCACCATGGCAGGATCAGCACATCAATCATCCAACGGCCCAGATCTCATCATCTTCCTTACTCACCCCTTCATCTCCACCGTCCAATCTGCCCACTACCCCTCAATCCCCCTCATATGCTGACGTTTTGGCCTACCTGCTCGCCACAGGCGCCGGCGATGGTGACTCGTCGGCTGAATCTGACTTTCCCGCCGGTGACGACGACGAGTTCTACATGTACGAGTTCAAGGTCCGAAAGTGCACACGGGCCCGGGCTCATGATTGGACTGAGTGCCCGTTTGCCCACCCGGGCGAAAAAGCCCGGCGCCGTGACCCGAGAAAGTACTCCTATTCGGGTACGGCCTGCTCCGATTTCCGAAAGGGCAGTTGCAAGAAGGGGGACAGTTGTGAGTTTGCTCATGGGGTTTTCGAATGCTGGCTTCACCCTTCTAGGTATCGGACCCAGGCTTGCAAGGACGGCCCCGGCTGCAAGCGCCGGGTCTGTTTCTTCGCCCACTCGCCCGATCAGCTACGGGTCGGGTCGGGCTTGGGTAGTCCCGTGAGCCAGAAGTCTTCGGGGTCGGAGTTCTTCGATGACGGGTTATTCGGGTCGGGCTCGGTTTCGTCCATTGGGGACCTGGTCGCCTCGTTGAGGAATCTGCAGCTGAGTAAGGTGAAATCCATGCCGACTAGCGGGTCGAATTGGAGTGTCGGTATTGGGTCGCCGTTATTCGGTTCTCCAAGAGGGACCGGGTCACCTGTGGCGCGGGCCGGGTTCTTCAGTCTCCCCACCACCCCTACCCGGCCCGGGATCAGGTACTTGGATGCATGGGATAATAATAGGAGGGATCAGTTTGGAGATTATCAAGAGGAGGAGCCCGTTTTGGAACGGGTCGAGTCGGGCCGCGAATTACGGGTCCGTATGTTTGAGAAGCTAAGCAAGGAGAACTCGCTGCACGGGCTGGGTTTGGTTGAGGCATCCGGTTCGGGTCCTGATTTCGGGTGGGTGTCCGATCTCGTCAAGTGA
SEQ ID NO.2
MMIGETHRHLNLQVPPWQDQHINHPTAQISSSSLLTPSSPPSNLPTTPQSPSYADVLAYLLATGAGDGDSSAESDFPAGDDDEFYMYEFKVRKCTRARAHDWTECPFAHPGEKARRRDPRKYSYSGTACSDFRKGSCKKGDSCEFAHGVFECWLHPSRYRTQACKDGPGCKRRVCFFAHSPDQLRVGSGLGSPVSQKSSGSEFFDDGLFGSGSVSSIGDLVASLRNLQLSKVKSMPTSGSNWSVGIGSPLFGSPRGTGSPVARAGFFSLPTTPTRPGIRYLDAWDNNRRDQFGDYQEEEPVLERVESGRELRVRMFEKLSKENSLHGLGLVEASGSGPDFGWVSDLVK
SEQ ID NO.3
ATGATGATCGGAGAAACACACCGTCACCTCAACCTTCAGGTCCCACCATGGCAGGATCAGCACATCAATCATCCAACGGCCCAGATCTCATCATCTTCCTTACTCACCCCTTCATCTCCACCGTCCAATCTGCCCACTACCCCTCAATCCCCCTCATATGCTGACGTTTTGGCCTACCTGCTCGCCACAGGCGCCGGCGATGGTGACTCGTCGGCTGAATCTGACTTTCCCGCCGGTGACGACGACGAGTTCTACATGTACGAGTTCAAGGTCCGAAAGTGCACACGGGCCCGGGCTCATGATTGGACTGAGTGCCCGTTTGCCCACCCGGGCGAAAAAGCCCGGCGCCGTGACCCGAGAAAGTACTCCTATTCGGGTACGGCCTGCTCCGATTTCCGAAAGGGCAGTTGCAAGAAGGGGGACAGTTGTGAGTTTGCTCATGGGGTTTTCGAATGCTGGCTTCACCCTTCTAGGTATCGGACCCAGGCTTGCAAGGACGGCCCCGGCTGCAAGCGCCGGGTCTGTTTCTTCGCCCACTCGCCCGATCAGCTACGGGTCGGGTCGGGCTTGGGTAGTCCCGTGAGCCAGAAGTCTTCGGGGTCGGAGTTCTTCGATGACGGGTTATTCGGGTCGGGCTCGGTTTCGTCCATTGGGGACCTGGTCGCCTCGTTGAGGAATCTGCAGCTGAGTAAGGTGAAATCCATGCCGACTAGCGGGTCGAATTGGAGTGTCGGTATTGGGTCGCCGTTATTCGGTTCTCCAAGAGGGACCGGGTCACCTGTGGCGCGGGCCGGGTTCTTCAGTCTCCCCACCACCCCTACCCGGCCCGGGATCAGGTACTTGGATGCATGGGATAATAATAGGAGGGATCAGTTTGGAGATTATCAAGAGGAGGAGCCCGTTTTGGAACGGGTCGAGTCGGGCCGCGAATTACGGGTCCGTATGTTTGAGAAGCTAAGCAAGGAGAACTCGCTGCACGGGCTGGGTTTGGTTGAGGCATCCGGTTCGGGTCCTGATTTCGGGTGGGTGTCCGATCTCGTCAAG
应当理解,考虑到密码子的简并性,在不改变氨基酸序列的前提下,对以下实施例中涉及到的碱基序列进行修改,也属于本发明的保护范围。
以下结合具体实施例和附图对本发明作进一步详细的说明。
实施例1火龙果HuC3H35基因的过表达载体的构建和转基因材料的获得
本实施例中,通过pCAMBIA1302载体(其图谱如图1所示)构建过表达载体pCAMBIA1302-HuC3H35,并得到转基因材料,具体步骤如下:
(1)、扩增目的基因
以火龙果HuC3H35基因的cDNA作为模板,以上游引物:5’-TGACCATGGTAGATCTGATGATGATCGGAGAAACACAC-3’(SEQ ID NO.4)和下游引物5’-CTTCTCCTTTACTAGTCTTGACGAGATCGGACACC-3’(SEQ ID NO.5)作为引物,PCR扩增得到1044bp的目的片段。
PCR反应程序如下:98℃5min;98℃10s,55℃15s,72℃20s,38个循环;72℃5min;电泳检测并回收条带大小正确的产物。
(2)、线性化载体pCAMBIA1302
用BglⅡ和SpeⅠ同时酶切载体质粒pCAMBIA1302。20μL双酶切反应体系为:质粒模板5μL,10×FastDiest Buffer2μL,BglⅡ1μL,SpeⅠ1μL,ddH2O 11μL。酶切反应条件:37℃酶切60min。反应结束后,以琼脂糖凝胶DNA试剂盒回收酶切产物。
(3)、载体连接
用In-Fusion克隆(同源重组)方法将目的基因片段连接于酶切后线性化的pCAMBIA1302载体上。5μL连接体系为:5×In-Fusion HD Enzyme Premix 0.5μL,pCAMBIA1302 Vector 3.5μL,目的片段1μL。混匀后,置于50℃保温45min,进行连接,得到过表达载体pCAMBIA1302-HuC3H35,其核苷酸序列如SEQ ID No.3所示。
(4)、连接产物转化大肠杆菌
将步骤(3)获得的2μl连接产物(即过表达载体pCAMBIA1302-HuC3H35)转化大肠杆菌DH5α,混匀后冰浴30min;42℃水浴热激90s;置于冰上,冰浴2min;加700ml液体LB培养基,37℃复苏40min,涂于含Kan(卡那霉素)的LB平板37℃过夜。挑取单克隆,于含有Kan的液体LB培养基中扩增培养,测序鉴定,并提取质粒。
(5)、阳性克隆转化农杆菌
将步骤(4)获得的阳性克隆提取质粒转化农杆菌,挑选阳性农杆菌。
(6)、侵染野生型拟南芥花序
采用根瘤农杆菌介导的遗传转化方法,将步骤(5)获得的阳性农杆菌浸染野生型拟南芥花序,同时以未转入HuC3H35基因的野生型拟南芥作为对照。
(7)、转基因T0代的阳性植株的筛选及检测
将T0代种子进行表面消毒,平铺在含有kan抗性的MS固体培养基平板上。将萌发的幼苗长至2片叶大小时,转移至营养土进行培养。待其快开花时取其叶片提取DNA,使用hpt-F/R引物(北京擎科生物有限公司广州分公司)进行PCR检测,PCR反应体系为:2×Taq Mix 5μL,10μM上游/下游引物各0.25μL,DNA模板0.5μL,ddH2O 4μL。各种成分混匀后置于PCR仪上进行反应。PCR反应程序如下:94℃5min;94℃30s,55℃30s,72℃30s,36个循环,72℃5min;电泳检测并回收条带大小正确的产物。
结果如图2所示,2~4泳道为转基因拟南芥植株,全部具有500bp左右的条带,1泳道为野生型拟南芥,无条带。
(8)、过表达HuC3H35的转基因植株的表达量检测
通过qRT-PCR技术检测转基因拟南芥中HuC3H35基因的表达水平。使用荧光定量试剂盒HieffTM qPCRGreen MasterMix(No Rox)进行qRT-PCR,qRT-PCR反应体系为:2×SYBR GreenMasterMix 5μL,10μM正向/反向引物各0.2μL,稀释后的cDNA 1μL,ddH2O3.6μL。qRT-PCR采用384孔,仪器为RoChe公司的Light Cycler480,采用如下程序为:95℃预变性5min;95℃变性10s,60℃退火及延伸30s,45个循环;95℃15s,60℃60s,95℃15s,1个循环进行溶解曲线的制作;最后,50℃降温30s。选取拟南芥Actin为内参基因进行定量分析。
结果如图3所示,转基因拟南芥植株(HuC3H35-OE7、HuC3H35-OE16、HuC3H35-OE17)中HuC3H35基因的表达量远远高于野生型拟南芥植株中HuC3H35基因的表达量,说明HuC3H35基因在转基因拟南芥中过表达成功。
实施例2过表达HuC3H35基因的拟南芥植株在盐胁迫下的表型
本实施例考察了过表达HuC3H35基因的拟南芥植株在盐胁迫下的表型。
将野生型拟南芥种子和HuC3H35过表达植株播种到MS培养基上,室温培养7天后移苗至装有蛭石的小钵中,室温条件下生长20天,浇200mM NaCl进行高盐处理,处理两周后观察表现。
结果如图4所示,HuC3H35过表达植株(HuC3H35-OE7、HuC3H35-OE16、HuC3H35-OE17)明显比野生型长势好,表明过表达植株更耐盐。
实施例3高盐处理下火龙果中HuC3H35基因表达模式
本实施例通过qRT-PCR技术检测火龙果HuC3H35基因在盐胁迫(450mM NaCl)下不同时间点的表达水平,来研究火龙果中HuC3H35基因对盐胁迫响应的模式。
使用荧光定量试剂盒HieffTM qPCRGreen Master Mix(No Rox)进行qRT-PCR,qRT-PCR反应体系为:2×SYBR Green MasterMix 5μL,10μM正向/反向引物各0.2μL,稀释后的cDNA 1μL,ddH2O 3.6μL。
qRT-PCR采用384孔,仪器为RoChe公司的Light Cycler480,采用如下程序为:95℃预变性5min;95℃变性10s,60℃退火及延伸30s,45个循环;95℃15s,60℃60s,95℃15s,1个循环进行溶解曲线的制作;最后,50℃降温30s。选取火龙果中HueEF为内参基因进行定量分析,结果如图5所示。
从图5可以看出,当火龙果受到盐胁迫,在3h和6h时,HuC3H35基因表达变化不明显,在24h时,HuC3H35基因表达上升,在72h时表达依旧上升,表明HuC3H35基因受盐胁迫被诱导表达。
实施例4过表达HuC3H35基因的拟南芥植株在高温胁迫下的表型
本实施例考察了过表达HuC3H35基因的拟南芥植株在高温胁迫下的表型。
将野生型拟南芥种子和HuC3H35过表达植株播种到MS培养基上,种子萌发7天后,42℃高温处理2小时,然后室温条件下生长2天后,观察表型并统计存活率。
结果如图6所示,HuC3H35过表达植株(HuC3H35-OE7、HuC3H35-OE16、HuC3H35-OE17)明显比野生型的存活率高,表明过表达植株更耐高温。
实施例5高温处理下火龙果中HuC3H35基因表达模式
本实施例通过qRT-PCR技术检测火龙果HuC3H35基因在高温胁迫下(45℃)不同时间点的表达水平,来研究火龙果中HuC3H35基因对高温胁迫响应的模式。
使用荧光定量试剂盒HieffTM qPCRGreen Master Mix(No Rox)进行qRT-PCR,qRT-PCR反应体系为:2×SYBR Green MasterMix 5μL,10μM正向/反向引物各0.2μL,稀释后的cDNA 1μL,ddH2O 3.6μL。
qRT-PCR采用384孔,仪器为RoChe公司的Light Cycler480,采用如下程序:95℃预变性5min;95℃变性10s,60℃退火及延伸30s,45个循环;95℃15s,60℃60s,95℃15s,1个循环进行溶解曲线的制作;最后,50℃降温30s。选取火龙果中HueEF为内参基因进行定量分析,结果如图7所示。
从图7可以看出,当火龙果受到盐胁迫,从3h开始,6h,24h和72h,其表达量均显著高于高温胁迫前,该结果表明HuC3H35基因受高温胁迫诱导表达。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.火龙果HuC3H35基因在提高植物抗逆性中的应用,其特征在于,所述火龙果HuC3H35基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示;或为编码氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的核苷酸序列;所述抗逆性为抗盐胁迫或抗高温胁迫。
2.火龙果HuC3H35基因编码的蛋白在提高植物抗逆性中的应用,其特征在于,所述蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。
3.火龙果HuC3H35基因在改良植物对盐或高温的耐受性的遗传育种中的应用,其特征在于,所述火龙果HuC3H35基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示;或为编码氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的核苷酸序列。
4.火龙果HuC3H35基因编码的蛋白在改良植物对盐或高温的耐受性的遗传育种中的应用,其特征在于,所述蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。
5.根据权利要求1~4任一项所述的应用,其特征在于,所述植物为火龙果或拟南芥。
6.插入有火龙果HuC3H35基因的过表达载体,其特征在于,所述火龙果HuC3H35基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示;或为编码氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的核苷酸序列。
7.权利要求6所述的插入有火龙果HuC3H35基因的过表达载体在提高植物抗逆性中的应用,所述抗逆性为抗盐胁迫或抗高温胁迫。
8.权利要求6所述的插入有火龙果HuC3H35基因的过表达载体在改良植物对盐或高温的耐受性的遗传育种中的应用。
9.一种提高植物抗逆性的生物制剂,其特征在于,所述生物制剂的活性成分含有权利要求6所述的过表达载体,所述抗逆性为抗盐胁迫或抗高温胁迫。
10.一种提高植物抗逆性的方法,其特征在于,该方法包括提高火龙果HuC3H35基因的表达,所述火龙果HuC3H35基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示;或为编码氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的核苷酸序列;所述抗逆性为抗盐胁迫或抗高温胁迫。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN112795580A (zh) * | 2021-02-24 | 2021-05-14 | 中国科学院华南植物园 | 火龙果基因HuAAE3及其在调控植物抗高温胁迫中的应用 |
| CN113388622A (zh) * | 2021-07-19 | 2021-09-14 | 中国科学院华南植物园 | 火龙果HubHLH93基因及其编码蛋白在抗盐胁迫中的应用 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| YUJIE QU: "An AP2/ERF Gene, HuERF1, from Pitaya (Hylocereus undatus) Positively Regulates Salt Tolerance", INT. J. MOL. SCI., vol. 21 * |
| 农全东: "火龙果茎基因组DNA提取方法改良", 植物学报, vol. 54, no. 3 * |
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