一种gmerf5基因在抗旱和耐盐胁迫中的应用-k8凯发

本发明属于基因工程，尤其涉及一种gmerf5基因在抗旱和耐盐胁迫中的应用。

背景技术：

1、大豆(glycine max l.)是一种重要的粮食和经济作物。大豆的根系不发达，且在生长发育过程中需水量较多，是豆类作物中对水分最敏感的植物。因此，大豆在田间经常受到干旱和高盐度等不利环境因素的影响：易发生叶片萎蔫、枯黄、卷曲、植株矮小等现象，进而影响大豆的产量和质量，严重时会导致大豆植株的死亡。病虫害、低温、干旱、土壤盐碱化在内的生物和非生物胁迫对大豆生产造成了严重的威胁。因此，增强逆境防御能力，培育出在农艺性状上具有更好抗逆性的种质资源迫在眉睫。传统的育种方法虽然取得大量成绩，但研究受育种周期长，抗逆机制的复杂和优异种质资源缺乏的限制。将现代分子生物学技术和传统育种方式结合起来，研究植物的抗逆机制，成为广大育种工作者的必然选择。

2、植物的非生物胁迫应激网络极为复杂，含有大量基因水平的转录调控。植物通过对相关逆境应激基因的转录调控，达到调节生理发育的目的。离子胁迫、病原菌、水分、温度等影响植物信号传导的环境刺激因子，为了避免逆境胁迫的损伤，植物已具备一套自我调节机制来免于受到低温、干旱、高盐等不利的环境压力。ap2/erf转录因子在参与植物胁迫应答过程中具有重要功能，尤其在干旱和盐胁迫反应中起关键作用。erf-tfs广泛参与了许多物种的干旱、盐等非生物胁迫响应过程。gmerf3、tsrf1、oserf48和taerf3分别被鉴定为大豆、水稻和小麦抗旱性的正调节剂。在水稻中，osap37的过度表达对干旱的耐受性增强，并提高了粮食产量。在胁迫条件下，过表达oserebp1激活ja和aba信号通路，从而提高水稻的存活率。小麦中的几种erf已被鉴定，其调控可能用于改良品种的开发。中国专利cn114540367a(大豆gmprr3b基因在调控大豆抗旱性中的应用，2022.2.18)发现大豆gmprr3b基因能够负调控大豆的耐旱性。中国专利cn114085844a(大豆耐盐基因gmerd15b的应用，2020.7.13)表明过表达gmerd15b可能通过增加与已知盐胁迫相关基因(如aba信号转导、脱水反应和离子转运)的表达水平来增强大豆的耐盐性。

3、迄今为止，在大豆中只鉴定到少量的数量性状位点(qtl)与大豆干旱和盐胁迫相关，已克隆到的参与大豆干旱和盐胁迫调控基因较少，且其调控网络仍不明确。因此，研究大豆对干旱和盐胁迫的调控基因非常有意义。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种gmerf5基因在抗旱和耐盐胁迫中的应用。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种gmerf5基因在改变植株抗旱性和/或耐盐性中的应用，在植株中过表达gmerf5基因，提高植株的抗旱性和/或耐盐性；在植株中敲低gmerf5基因的表达，降低植株的抗旱性和/或耐盐性。

4、优选的，所述gmerf5基因的核苷酸序列如seq id no.1所示。

5、优选的，所述gmerf5基因编码蛋白质的氨基酸序列如seq id no.2所示。

6、优选的，所述过表达gmerf5基因的方法包括以下步骤：

7、将gmerf5基因克隆至pcambia3301载体中，得到重组载体；

8、将所得重组载体转化至发根农杆菌，用转化得到的发根农杆菌侵染种子得到转基因复合体植株，实现gmerf5基因的过表达。

9、优选的，所述敲低gmerf5基因表达的方法包括以下步骤：

10、将gmerf5基因克隆至pfgc5941载体中，得到重组载体；

11、将所得重组载体转化至发根农杆菌，用转化得到的发根农杆菌侵染种子得到转基因复合体植株，实现gmerf5基因敲低表达。

12、本发明还提供了一种过表达gmerf5基因的重组载体，所述重组载体包括初始表达载体和gmerf5基因。

13、优选的，所述初始表达载体为pcambia3301载体。

14、本发明还提供了一种敲低gmerf5基因的表达的重组载体，所述重组载体包括pfgc5941载体和gmerf5基因。

15、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

16、本发明过表达gmerf5基因可通过提高转基因大豆植株抗氧化酶活性，增强大豆对干旱和盐胁迫的耐受性。本发明的大豆gmerf5为提高大豆抗旱及耐盐性提供了一种新的调控基因资源，可用于抗逆大豆材料的培育和改良，为抗旱及耐盐分子机制奠定理论基础，同时也为大豆抗旱及耐盐分子育种提供理论依据和基因资源。

技术特征：

1.一种gmerf5基因在改变植株抗旱性和/或耐盐性中的应用，在植株中过表达gmerf5基因，提高植株的抗旱性和/或耐盐性；在植株中敲低gmerf5基因的表达，降低植株的抗旱性和/或耐盐性。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述gmerf5基因的核苷酸序列如seq idno.1所示。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述gmerf5基因编码蛋白质的氨基酸序列如seq id no.2所示。

4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述过表达gmerf5基因的方法包括以下步骤：

5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述敲低gmerf5基因表达的方法包括以下步骤：

6.一种过表达gmerf5基因的重组载体，其特征在于，所述重组载体包括初始表达载体和gmerf5基因。

7.根据权利要求6所述的gmerf5基因的重组载体，其特征在于，所述初始表达载体为pcambia3301载体。

8.一种敲低gmerf5基因的表达的重组载体，其特征在于，所述重组载体包括pfgc5941载体和gmerf5基因。

技术总结
本发明提供了一种gmerf5基因在抗旱和耐盐胁迫中的应用，属于基因工程技术领域。本发明将gmerf5基因克隆至pcambia3301载体中，得到重组载体；将所得重组载体转化至发根农杆菌，用转化得到的发根农杆菌侵染种子得到转基因复合体植株，实现gmerf5基因的过表达。本发明过表达gmerf5基因可通过提高转基因大豆植株抗氧化酶活性，增强大豆对干旱和盐胁迫的耐受性。本发明的大豆gmerf5为提高大豆抗旱及耐盐性提供了一种新的调控基因资源，可用于抗逆大豆材料的培育和改良，为抗旱及耐盐分子机制奠定理论基础，同时也为大豆抗旱及耐盐分子育种提供理论依据和基因资源。

技术研发人员：徐鹏飞,张淑珍,王乐,吴俊江,方馨,孙岩,何晟芙
受保护的技术使用者：东北农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8