专利名称：一种提高植物抗逆性的方法
技术领域：
本发明涉及一种提高植物抗逆性的方法。
技术背景干旱、高盐、低温等环境因子影响植物生长发育，也对作物产量造成威胁(Dubouzet et al. ， 2003， Plant J， 33: 751 - 763)。研究植物对各种非生物胁迫 的响应机理，以提高农作物对于环境胁迫的抵抗能力、提高粮食作物的产量一直是 生理学、遗传学以及分子生物学研究的热点。植物在非生物胁迫下，许多基因的表达受到诱导(Ingram and Bartels， 1996， Plant Mol Biol, 47， 377-403; Shi讓aki and Yamaguchi-Shinozaki; 2000， Cur Opin Plant Biol， 3: 217 - 223; Thomashow， 1999， Plant Mol Biol， 50, 571 - 599)， 这些基因的表达产物不仅与胁迫的耐受性有关，而且参与了胁迫的信号传导及信号 的网络调控过程(Shinozaki " a丄，2003， Cur Opin Plant Biol， 6: 410-17)。 人们利用芯片技术在双子叶模式植物拟南芥及单子叶模式植物水稻中均已发现大 量对胁迫环境响应的基因，这些基因在一些胁迫条件下的表达既有共同的作用途 径，又有各自独立的响应机制。有的基因既受干旱的诱导又受高盐的诱导，有的基 因既受干旱的诱导又受低温的诱导，表明干旱胁迫、低温胁迫和高盐胁迫之间存在 交叉途径，植物基因对各种胁迫环境的响应是交叉的网络状途径(Thomashow, 1999， Plant Mol Biol， 50， 571 - 599; Shinozaki arid Yamaguchi-Shi画aki， 2000， 3: 217 - 223, Cur Opin Plant Biol; Fowler and Thomashow, 2002, Plant cell, 14: 1675 - 1690; Dubouzet et al. ， 2003， Plant丄33: 751 - 763; Zhu, 2002, AnnRev Plant Biol， 53: 247 - 7; Shinozaki et al. ， 2003， Cur Opin Plant Biol， 6: 410 -17)。根据目前研究结果，把这些基因大致分成两类(Kr印sefa丄，2002， Plant Physiol, 130: 2129 -2141; Fowler and Thomashow, 2002， Plant cell' 14: 1675 - 1690; Seki " a丄，2002, Plant丄31: 279 - 292):第一类主要是指编 码一些功能蛋白的基因，这些蛋白有分子伴侣、LEA蛋白、抗冻蛋白、mRNA结合蛋 白、关键性的渗透调节分子的合成酶(如水通道蛋白、蔗糖、脯氨酸和甜菜碱)、 保护大分子以及膜蛋白结构和功能的保护蛋白、蛋白转换酶以及解毒蛋白酶类等。 过量表达这类蛋白能够提高植物的抗逆性(Holmberg and Bulow, 1998， Trends Plant Sci， 3， 61 -66; Cushman and Bohnert， 2000， Cur 0pin Plant Biol， 3: 117-24)。这类蛋白分子直接参与植物对胁迫的环境的应答反应和修复过程，是直 接保护植物细胞免受胁迫环境伤害的效应分子。第二大类是编码调节蛋白的基因， 这些调节蛋白包括激酶、转录因子、磷脂酶等，这类蛋白是通过参与植物胁迫信号 传导途径或通过调节其它效应分子表达活性而起作用的(Seki ef s丄，2003， Cur 0pin Biotech, 14， 194-99)。近年来已经发现多种生物分子的代谢途径对环境胁迫的响应，如脯氨酸、寡糖 类物质如棉籽糖等合成途径的关键酶基因P5CS (1-吡咯啉-5-羧酸合成酶)、AtGolS (半乳糖醇合成酶)均受环境胁迫诱导表达，而且这些基因都受DREB (干旱应答元 件结合蛋白质)转录因子的调控(Fowler and Thoraashow， 2002， Plant cell, 14: 1675 - 1690; Cook et al. ， 2004， Proc Natl Acad Sci USA, 101: 15243-15248)，这类基因高水平表达后导致细胞中积累高浓度的代谢物，从而增强植物对胁迫的抗 性。因此利用转基因手段通过导入外源基因能够大大提高植物的抗逆性(Vannini " a丄，2004， Plant J， 37， 115-127; Mukhopadhyay ， 2004， Proc Natl AcadSci USA， 101: 6309 - 6314; Dubouzet ， 2003， Plant J, 33: 751 - 763)。目前有关植物UGE基因家族的功能主要是在拟南芥中报道的较多，它参与了拟 南芥细胞壁多糖的生物合成，该基因编码UDP-葡萄糖4-差向异构酶，催化植物中 UDP-葡萄糖和UDP-半乳糖之间的可逆转换反应，而这两种核苷糖可作为底物，广泛 参与植物体内多种碳水化合物、糖蛋白、糖脂等的生物合成(D5rraann andBenning， 1998， Plant J， 13， 641 -652; Seifert e"丄，2002， Curr Biol， 12, 1840-1845)。 发明内容本发明的目的是提供一种提高植物抗逆性的方法。本发明所提供的提高植物抗逆性的方法，是将UDP-葡萄糖-4-差向异构酶基 因(0sUGE-l)通过植物表达载体转入植物中，筛选得到抗逆性提高的植物。所述方法中，所述UDP-葡萄糖-4-差向异构酶基因(OsUGE-1)的编码序列是自 GENBANK号为AB087745的5'端第5'端第87-1151位的核苷酸序列。所述UDP-葡萄糖-4-差向异构酶基因可通过表达载体PSN1301导入植物中。所述抗逆性为抗盐性和/或抗寒性和/或抗旱性。本发明的方法既可提高单子叶植物，也可提高双子叶植物的抗逆性，如拟南 芥、番茄、水稻、小麦、玉米、黄瓜、杨树、草坪草或苜宿等。携带有UDP-葡萄糖 4-差向异构酶基因(OsUGE-1)的表达载体可通过使用Ti质粒、Ri质粒、植物病
毒载体、直接DNA转化、显微注射、电导、农杆菌介导等常规生物学方法转化植物 细胞或组织，并将转化的植物经组织培育成植株，获得抗逆性提高的植株。本发明的方法利用水稻OsUGE-1基因在植物中的表达，提高植物中棉籽糖的含 量，从而提高了植物对低温、干旱以及盐胁迫的抗性，同时又不影响转基因植物的 正常发育。实验证明，本发明的方法获得的含有UDP-葡萄糖4-差向异构酶基因(0sUGE-l) 的转基因拟南芥，在逆境条件下，均比野生型拟南芥具有较强的抗逆性，表现为具 有较强的抗盐性、抗寒性和抗旱性。
图1为OsUGE-1 cDNA的PCR扩增片段电泳图 图2为表达载体pSN1301-OsUGE图谱图3为转pSN1301-OsUGE拟南芥对逆境胁迫的抗性实验结果 图4为转pSN1301-OsUGE拟南芥中可溶性糖的含量分析具体实施方式
下述实施例中的方法，如无特别说明，均为常规方法。 实施例l、转&W^-7植物的获得及其功能验证 1、 &"(^-7基因的获得及表达载体的构建根据在GenBank提交的水稻基因序列，找到编码UDP-葡萄糖4-差向异构酶 (OsUGE-1)基因，其完整读码框序列GenBank号为AB087745，据此设计正反向引 物5'-CAA ACC CCA CAC ACG CAC AC-3'禾口 5'-GGA CCC CTA CAA GCC CCC TA-3'， 从水稻cDNA中扩增到1297bp片段。具体方法如下1) 水稻总RNA的提取收集两周龄的水稻(中花10号)幼苗，在液氮中研磨50-100 mg材料，研碎 后加入到含lmlTrizol试剂的1.5ral离心管中，充分混匀；室温25。C放置5 min; 每管中加入0. 2 ml新鲜氯仿，剧烈振摇15 sec， 25。C温育2-3 roin;然后2， 000 rpm， 4°C，离心15min;把上方无色的水相转移到一个新的1. 5 ml离心管中，用0. 5 ml 异丙醇沉淀RNA，室温放置10 min; 12,000 rpm， 4°C，离心10 min;去上清，将 RNA沉淀用1 ml 75%乙醇清洗1次，超净台吹干溶于无Rnase无菌水中，-70冰箱 保存。2) 第一链cDNA的合成按照Promega RT-PCR试剂盒说明书进行。取2pg步骤l)提取的水稻总RNA， 与Oligo dT引物以0. 5 |ig priraer/pg total RNA的比例混合，体积不超过ll|il，70°C 5min，冰上冷却。加入下述各种反转录试齐U混合10x reverse transcript buffer 2. 5jjl1 ; RNase Inhibitor 0. 5^il; dNTP Mixture 2fjJ ; Reverse Transcriptase l[U;RNase free Water补足25ul。混匀后，在42°C 1小时，75°C 10min，反应 得到水稻第一链cDNA。3) PCR合成cDNA取步骤2)制备的第一链cDNA产物为模板，在正向引物(5'-CAA ACCCCACAC ACG CAC AC-3')和反向引物(5'-GGA CCC CTA CAA GCC CCC TA-3')引导下进行 PCR扩增得到feZ/(5f-7的cDNA。PCR反应体系为LA taq(TaKaRa公司)0. 5(iL、2XGC 缓冲液(TaKaRa公司)25pL、dNTPlpL、5，端引物(10(iM/L) ljiL、3，端引物(10^iM/L) l|iL、模板lpL (共10ng)、加双蒸水补充反应体系至50|iL。 PCR反应条件为先 94°C 4分钟；再94。C 30秒，57°C 30秒，72°C 1分钟，共30个循环；最后72°C 10分钟。反应结束后，对PCR产物进行0.8X琼脂糖凝胶电泳检测，检测结果如图l所 示(泳道M为DNA标准分子量DL2000，条带大小自上而下依次为2kb， lkb， 750bp， 500bp， 250bp， 100bp ;泳道1为7RT-PCR产物)，得到分子量约为1. 3kb (1297bp)的片段，经测序表明该片段是具有自GenBank号为AB087745的5'端第 35-1151位核苷酸序列的片段。该cDNA全长1297个核苷酸，包括fe"6SW基因的 全长编码框(自ATG到TGA) 1065个核苷酸(自GenBank号为AB087745的5'端第 87-1151位核苷酸)，编码354个氨基酸(GenBank号为AB087745)，含有UDP-葡 萄糖-4-异构酶所特有的异构酶保守结构域。4) 超表达载体构建将步骤3)得到的fett^-7基因cDNA片段，用琼脂糖凝胶回收试剂盒(北京天 为时代公司)回收该片段，然后将该回收片段与载体PGEM-T Easy载体(购自Promega 公司)进行连接，连接体系为T4 DNA连接酶(3u/|iL) 、 2 X连接酶缓冲液5pL、 pGEM-T Easy(50ng/nU 0. 5|iL和回收PCR产物3. 5|iL， 4t反应12-24小时。参照Cohen 等的方法(Z^oc胎t7力cW5^'， 9:2110)，将连接产物转化大肠杆菌DH5 a感受 态细胞，根据PGEM-TEasy载体上的羧卞青霉素抗性标记筛选阳性克隆，得到含有 回收&W^-J基因cDNA片段的重组质粒，并对插入片段的序列进行测序鉴定，重 组质粒的提取方法(碱裂解法)如下所述挑取含有上述重组质粒的大肠杆菌单菌 落于LB液体培养基中，37。C振荡培养过夜；取1. 5 ml菌液，12， 000 rpm离心30 sec 收集菌体；加入100 pl溶液I ，重悬菌体，置于冰上；加入新配制的溶液II 200 jil
混匀后，置于冰上3 min;加入预冷的溶液ni 150 |il，混匀后置于冰上5 min; 4 °C 12,000 rpra离心5 min;取上清，用等量酚/氯仿抽提一次，上清加入两倍体积 的无水乙醇，4。C放置10-30 min; 12， 000 rpm离心5 min沉淀DNA;将DNA沉淀用 70%乙醇清洗1-2次，干燥；加入含RNase 0.01的ddH20 30 pl， 37。C温育 2 h。其中，溶液I为含有50 raM葡萄糖，25 mM Tris-HC1 (pH8. 0) ， 10 mMEDTA (pH8.0)的溶液；溶液II为含有0.2 M NaOH和1% (质量百分含量)SDS 的溶液。溶液III为含有60 ml 5 M乙酸钾、11.5 ml乙酸和28. 5 ml水的溶液。 将提取得到的质粒测序鉴定，将测序表明含有Os^^^基因cDNA片段的重组载体 命名为pGEM-<^〃< ￡。根据^tt^-7的开放阅读框cDNA序列设计5，端引物5， -CGGGATCC ATG GTT TCG GCC TTG TTG C-3'(下划线序列为5a/sHI位点)，3'端引物5' -GGGGTACC TCA GTT GCT ACT GTC CGG CGA-3，(下划线序列为《;wl位点)，以pGEM-OsWW为模 板，进行PCR扩增，得到带有《/wl和化/nHI酶切位点的Os〃6E-7的cDNA， PCR反 应体系为LAtaq (TaKaRa公司)0. 5pL、 2XGC缓冲液(TaKaRa公司)25jliL、 dNTP 1^L、 5，端引物(10iiM/L) l|iL、 3'端引物(10nM/L) lpL、 IOOX稀释的质粒模板 lpL (lng)、加双蒸水补充反应体系至50pL。 PCR反应条件为先94°C 4分钟； 再94t: 30秒，57°C 30秒，72°C 1分钟，共30个循环；最后72°C 10分钟。回 收该片段，经和Aa/dn双酶切消化，双酶切反应条件0. 5XKbuffer,《mI ( 7.5U)和^3mh各0.5^iL (7. 5U)，加回收片段(3ug)，反应体系30nL， 37。C反 应6小时后回收酶切产物。同样反应条件双酶切pSN1301载体(pSN1301按照文献 (Li， et al. ， 2006， Functional Plant Biology, 2006, 33， 381 - 390)所述的 方法制备)并回收酶切产物。将回收的载体和OsUGE-1片段连接，以正向插入到 pSN1301载体相应位置，连接反应体系T4DNA连接酶lpL、 IOX连接酶缓冲液3pL 、回收的载体10pL， OsUGE-1片段16pL， 16'C水浴反应过夜，将连接产物转化大 肠杆菌DH5a感受态细胞，根据载体上的卡那抗性标记筛选阳性克隆，得到含有回 收片段的重组质粒。用PCR以及相应的限制性内切酶对重组质粒进行鉴定，并对插 入片段的序列进行测序。将鉴定结果表明含有正向插入的& ^-/基因cDNA片段 的重组载体命名为pSN1301-OsUGE (pSN1301-0sUGE结构图谱如图2所示)。实施例2、 &"(^-7超表达拟南芥(转pSN1301-OsUGE拟南芥)的获得及其鉴定1、 6W/6^-7超表达质粒pSN1301-OsUGE转化拟南芥
用EasyJecT Plus电激仪(英国EquiBio公司)并参照说明书进行操作，将质粒 pSN1301-0sUGE用电激法转化农杆菌C58，经含卡那霉素的抗性平板筛选阳性克隆 得到含有pSN1301-OsUGE的农杆菌；再按照Clough等的方法(Clough and Bent， 1998 尸h;^ / 16:735-43 )，在上述含有pSN1301-OsUGE的农杆菌的介导下，将 pSN1301-OsUGE转化拟南芥(野生型拟南芥，哥论比亚生态型，wild-type A Columbia (Col-O))。在含25mg/L潮霉素的MS平板上筛选得到转pSN1301-OsUGE 拟南芥，收集转pSN1301-OsUGE拟南芥的T。代种子，备用。含有表达载体的农杆菌浸泡转化的植株所结种子以及由该种子长成的植株用 T。代表，T,代表示T。代自交产生的种子及由它所长成的植株，T2代表示L代自交产生的种子及由它所长成的植株，依次类推。2、 转pSN1301-OsUGE拟南芥阳性苗的抗菌素筛选将步骤l)收获的转pSN1301-OsUGE拟南芥的T。代种子用0.2% TritonX-100 浸泡10分钟；再用10%的次氯酸钠表面消毒，12分钟；灭菌水洗涤五次，每2分 钟一次；用水将种子铺在含25mg/L潮霉素的MS平板上，用锡箔纸包裹，在4。C、 黑暗条件下放置2天，取出后于23'C的培养室中暗培养3-4天；3-4天后，长势最 高的为初筛到的阳性转pSN1301-OsUGE拟南芥的L代转化苗，在避光条件下取出， 光下再培养3天，然后将转基因阳性苗移至花盆中培养，收集种子，得到200粒转 pSN1301-OsUGE拟南芥L代种子。3、 转&W^W基因拟南芥(转pSN1301-OsUGE拟南芥)的组织化学鉴定 取的转pSN1301-0sUGE拟南芥L代种子，置于1/2 MS培养基上培养3周，得到转pSN1301-OsUGE拟南芥L代阳性幼苗，取叶片尖部2-3mm材料置于GUS染色液 (100咖ol/L磷酸盐pH 7.0， 0.1% Triton X-100， 10咖ol/L EDTA， 0. 5mmol/L 铁氰化钾，X-Gluc lmg/mL) 37t:温育12小时，再用75%酒精脱色，叶片呈蓝色的 为阳性植株，共获得28株转pSN1301-0sUGE拟南芥L代阳性植株。4、 转基因植株的PCR鉴定基因组DNA的提取取一片GUS染色阳性的植株的叶片放入1. 5mL Eppendorf 管中，加入液氮，用组织研磨杵研磨IO秒钟，磨碎；加入400pL Edwards提取缓 冲液，轻轻研磨(洗去杵上组织)；振荡5秒钟，离心1分钟，转移300nL的上清 液到新管中，加入300^iL异丙醇，混合，于室温放置2分钟；离心、弃上清，风干 沉淀，溶于100pL水中，得到转基因材料的基因组DNA。采用PCR的方法对所有步骤3)得到的L代转pSN1301-0sUGE拟南芥幼苗进行 了分子鉴定。取L代转pSN1301-0sUGE拟南芥幼苗或野生型拟南芥(野生型拟南芥， 哥论比亚生态型，wild—type A t力a7ia朋Columbia (Col-0))的基因组DNA为模板， 进行PCR扩增，反应程序如下94°C 30 sec， 57°C 30 sec， 72°C 1 min， 30个 循环。72°C延伸10min。利用超表达载体构建时5'端引物5' -CGG GAT CCA TGG TTT CGG CCT TGT TGC-3，(下划线序列为fe/nHI位点)，3，端引物5， -GGGGTACC TCA GTT GCT ACT GTC CGG CGA-3，，在野生拟南芥中扩增不到7基因，而 在所有的转pSN1301-0sUGE拟南芥L代株系GUS染色阳性植株中都能扩增到含 cDNA的片段。实施例3、转PSN1301-OsUGE拟南芥的抗逆境胁迫功能鉴定1. 转pSN1301-OsUGE拟南芥的抗盐性鉴定将实施例2获得的阳性转pSN1301-0sUGE拟南芥的L代株系(L4和L7)种子 的消毒处理(按照实施例2中步骤2的方法进行)，将消毒后的转pSN1301-0sUGE拟 南芥的L代(L4和L7)种子铺在1/2MS培养基中，4"C黑暗培养两天，转入室温连 续暗培养2天，种子萌发后，转入22'C 16hr光照培养，继续在1/2MS培养基上生 长2天，挑选生长状况一致的幼苗分别转移到含有0、 100 mM、 150 mMNaCl的1/2MS 培养基上胁迫生长两周(14天)并观察，以相同条件培养的野生型拟南芥(WT)(野 生型拟南芥，哥论比亚生态型，wild-type A t力a7i'朋a Columbia (Col-0))为对照。结果发现在添加NaCl的培养基中，转pSN1301-0sUGE拟南芥株系和野生型拟 南芥(WT)的生长都受到抑制，但转pSN1301-OsUGE拟南芥株系长势较好，在lOOmM 和150mM NaCl的培养基上，转pSN1301-OsUGE拟南芥根系明显比野生型长(图3 中A)，说明转基因株系比野生型更耐盐胁迫。图3中A为转pSN1301-0sUGE拟南 芥株系(L4和L7)和野生型拟南芥(WT)对盐胁迫的抗性鉴定实验照片。2. 转pSN1301-OsUGE拟南芥的抗寒性鉴定将四周龄阳性转pSN1301-0sUGE拟南芥的T3代株系(L4和L7)幼苗或野生型 拟南芥(WT)(野生型拟南芥，哥论比亚生态型，wild-type A t/ W/a朋Columbia (Col-O))分别转入-5。C、 -7。C低温处理6小时，然后放置22'C恢复培养，10天后 统计存活率。统计存活率结果表明，在温度降至-7'C时，野生型拟南芥(WT)的存活率为 30-40%，而转pSN1301-0sUGE拟南芥的T3代株系的存活率超过6(m (经过低温(-7 °C)处理后在22'C恢复培养10天后各植株存活情况照片如图3中B所示、经过低 温(-5'C、 -7°C)处理后在22。C恢复培养10天后植株存活率统计柱形图如图3中 C所示)，结果表明转pSN1301-0sUGE拟南芥的1代株系对低温胁迫有一定的抗性。3. 转pSN130卜OsUGE拟南芥的抗旱性鉴定将四周龄阳性转pSN1301-0sUGE拟南芥的T3代株系(L4和L7)幼苗或野生型 拟南芥(WT)(野生型拟南芥，哥论比亚生态型，wild-type /1. f力Wi朋a Columbia
(Col-O))分别停止浇水三周进行干旱胁迫，然后恢复浇水观察一周。停止浇水三周后的幼苗生长明显减缓，而且叶片发褐干枯，恢复浇水后大部分野生型拟南芥(WT)不能恢复生长，而转pSN1301-0sUGE拟南芥的T3代株系幼苗很 快能恢复正常(经干旱处理3周后恢复浇水转pSN1301-OsUGE拟南芥和野生型拟南 芥的生长状况照片如图3中D所示)。对照的存活率仅达30%，而转pSN1301-OsUGE 拟南芥的T3代株系植株的存活率在80%以上(经干旱处理3周后恢复浇水转 pSN1301-OsUGE拟南芥和野生型拟南芥的存活率柱形图如图3中E所示)，结果表明 转pSN1301-OsUGE拟南芥的T3代株系比野生型拟南芥更耐旱。实施例4、转pSN1301-OsUGE拟南芥的可溶性碳水化合物含量的分析1、 拟南芥中可溶性碳水化合物的提取分别提取生长四周龄阳性转pSN1301-0sUGE拟南芥的T3代株系(L4和L7)幼 苗或野生型拟南芥(WT)(野生型拟南芥，哥论比亚生态型，wild-type A Columbia (Col-O))的可溶性碳水化合物，具体方法如下所述a. 将150-200mg转pSN1301-OsUGE拟南芥的L代株系(L4和L7)幼苗或野生 型拟南芥(WT)叶片材料，分别洗净后吸干水分，迅速放入液N2中研磨；b. 将液N2研磨的干粉转移到lml 80%甲醇中，沸水浴2 min;c. 13， 000 rpm离心5 min，收集上清转移至另一干净管中；d. 用500 |al， 20%的甲醇洗沉淀，煮2 min;e. 13， 000 rpm离心5 min，收集上清，与前述上清合并；f. 室温下将上清中液体蒸发干，样品溶于500 |il ddH20中，13， 000 rpm离心 3 min， 0.2nm微孔滤膜过滤得到转pSN1301-OsUGE拟南芥的L代株系(L4和L7) 幼苗或野生型拟南芥(WT)的可溶性碳水化合物。2、 HPLC测定转pSN1301-OsUGE拟南芥中可溶性糖的含量用HPLC测定转pSN1301-OsUGE拟南芥的L代株系(L4和L7)幼苗或野生型拟 南芥(WT)的可溶性糖的含量。HPLC分离使用高效阴离子-交换柱(CarboPacPAl; Dionex, Sunnyvale, CA)，将步骤1得到的转pSN1301-OsUGE拟南芥的L代株系 (L4和L7)幼苗或野生型拟南芥(WT)的可溶性碳水化合物过高效阴离子-交换柱 (Carbo Pac PA1; Dionex， Sunnyvale, CA)，用62mMNaOH洗脱，离子泵(PED-300; Biometra， GoUingen， Germany)。高效液相系统为被准组件pump 420， autosampler 460 (Kontron， Eching， Germany)， 操作软件Kroma System 2000 software (Bio-Tek， Winooski， VT).各种糖的确定都根据标准品(Sigma， Aldrich)。对转pSN1301-OsUGE拟南芥的T3代株系(L4和L7)体内的可溶性糖的定量分
析，结果表明几种常见的可溶糖如葡萄糖、果糖、蔗糖、海藻糖等的含量在野生型
拟南芥(WT)和转pSN1301-0sUGE拟南芥中的含量差异不大，其中，海藻糖野生型 拟南芥(WT)和转pSN1301-OsUGE拟南芥中的含量均很低；而棉籽糖在正常生长条 件下的野生型拟南芥(WT，对照)中含量极低，几乎检测不到，但在转pSN1301-OsUGE 拟南芥T3代株系中含量却明显升高(图4)。推测由于转基因植物中OsW^-2的过 量表达，使得以UDP-D-半乳糖为底物合成的棉籽糖含量升高，达到约157 ug/g叶 片鲜重(L4) 、 142ug/g叶片鲜重(L7)，而棉籽糖的积累可显著增强植物的胁迫 抗性。
权利要求
1、一种提高植物抗逆性的方法，是将UDP-葡萄糖-4-差向异构酶基因通过植物表达载体共同转入植物中，筛选得到抗逆性提高的植物。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述UDP-葡萄糖-4-差向异 构酶基因的编码序列是自GENBANK号为AB087745的5'端第87-1151位核苷酸 序列。
3、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述UDP-葡萄糖-4-差向异 构酶基因是通过植物表达载体pSN1301转入植物中的。
4、 根据权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于所述抗逆 性为抗盐性和/或抗寒性和/或抗旱性。
5、 根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述植物为拟南芥。
全文摘要
本发明公开了一种提高植物抗逆性的方法。该方法是将UDP-葡萄糖-4-差向异构酶基因通过植物表达载体转入植物中，筛选得到抗逆性提高的植物。本发明方法，提高植物中棉籽糖的含量，从而提高了植物对低温、干旱以及盐胁迫的抗性，同时又不影响转基因植物的正常发育。
文档编号C12N15/61GK101117638SQ20071006513
公开日2008年2月6日 申请日期2007年4月5日 优先权日2007年4月5日
发明者刘慧丽, 徐云远, 戴晓燕, 康 种 申请人:中国科学院植物研究所