一种植物抗旱相关蛋白GmNAC8及其编码基因和应用_2

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胁迫9天后的植株表型。
[0038]图5为部分T0代植株的PCR检测鉴定结果;Μ为分子量标准(从上至下的片段大小依 次为2000bp、lOOObp、750bp、500bp、250bp、100bp),泳道9为重组质粒pCXSN-GmNAC8(阳性对 照)。
[0039 ]图6为各个株系中GmNAC8基因的相对表达量。
[0040]图7为8_6y株系和本氏烟正常培养6天时的表型。
[0041]图8为8_6y株系和本氏烟在第7天停止浇水后干旱胁迫处理6天后的表型。
【具体实施方式】
[0042]以下的实施例便于更好地理解本发明,但并不限定本发明。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试验材料,如无特殊说明,均为自 常规生化试剂商店购买得到的。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。
[0043] pCXSN载体:Arobidopsis Biological Resource Center,Stock#:CD3_1250〇 pCXSN载体经限制性内切酶Xcm頂每切后在3'可形成线性化ΤΑ克隆载体。
[0044] 根癌农杆菌GV3101:参考文献:R.Berres,L.Otten.Transformation of vitis tissue by different strains of Agrobacterium tumefaciens containing the T_6b gene .Plant Cell Reports,( 1992) 11:192-195;公众可以从中国农业科学院油料作物研究 所获得。
[0045] 哥伦比亚生态型拟南芥:参考文献:A · Block,E · Schme 1 z · Coronatine and salicylic ac i d:the battle between Arab i dops i s and Pseudomonas for phytohormone control .Molecular Plant Pathology,(2005)6:79-83;公众可以从中国农 业科学院油料作物研究所获得。
[0046] 本氏烟(Nicotiana benthaminana):参考文献:Huang FC,Schwab W.Molecular characterization of NbEHl and NbEH2 , two epoxide hydrolasesfromNicotianabenthamiana. phytochemistry,2013,90:6-15 ·;公众可以从中 国农业科学院油料作物研究所获得。
[0047]大豆"晋豆21号"(简称晋豆21):参考文献:祁旭升,刘章雄,关荣霞,王兴荣,苟作 旺,常汝镇,邱丽娟.大豆成株期抗旱性鉴定评价方法研究[J].作物学报,2012,04:665-674.;公众可以从中国农业科学院油料作物研究所获得。
[0048] T0代种子长成的植株即为T0代植株。T1代种子长成的植株即为T1代植株。T2代种 子长成的植株即为T2代植株。T3代种子长成的植株即为T3代植株。
[0049] 实施例l、GmNAC8蛋白及其编码基因的获得
[0050] 提取晋豆21苗期叶片的总RNA,并反转录为CDNA。经过大量序列分析、表达量分析 与功能验证,从cDNA中发现了一个DNA编码序列,如序列表的序列2所示,其编码的蛋白质如 序列表的序列1所示。
[0051 ]将序列表的序列1所不的蛋白质命名为GmNAC8蛋白,由363个氣基酸残基组成。将 编码GmNAC8蛋白的基因命名为GmNAC8基因,其开放阅读框如序列表的序列2自5'末端第97-1188位核苷酸所示。
[0052]实施例2、重组表达载体构建和重组农杆菌的获得 [0053] 一、重组表达载体构建
[0054] 1、提取晋豆21苗期叶片的总RNA并反转录为cDNA,以cDNA为模板,采用PF1和PF2组 成的引物对进行PCR扩增,回收PCR扩增产物。
[0055] PF1:5 '-CTAAACACCAACCCAAACCTT-3 ';
[0056] PF2:5 '-TGATTTCCCAACCCAACAC-3 '。
[0057] 2、用限制性内切酶Xcm頂每切pCXSN载体,回收约10802bp的载体骨架。
[0058] 3、将步骤1得到的PCR扩增产物和步骤2得到的载体骨架连接,得到重组质粒 pCXSN-GmNAC8。根据测序结果,对重组质粒pCXSN-GmNAC8进行结构描述如下:在pCXSN载体 的两个Xcm I位点间插入了序列表的序列2所示的双链DNA分子。
[0059]二、重组农杆菌的获得
[0060] 1、将重组质粒pCXSN-GmNAC8导入根癌农杆菌GV3101,得到重组农杆菌,将其命名 为重组农杆菌 GV3101 /pCXSN-GmNAC8。
[0061 ] 2、将pCXSN载体导入根癌农杆菌GV3101,得到重组农杆菌,将其命名为重组农杆菌 GV3101/pCXSN。
[0062]实施例3、GmNAC8蛋白在拟南芥中的功能验证 [0063] 一、转基因植株的获得
[0064] 采用花芽浸泡法(参考文献:Xia T,Xiao D,Liu D,Chai W,Gong Q,Wang NN.Heterologous expression of ATG8c from soybean confers tolerance to nitrogen deficiency and increases yield in Arabidopsis.PLoS One .2012;7(5): e37217)用重组农杆菌GV3101/pCXSN-GmNAC8侵染48株哥伦比亚生态型拟南芥,获得纯合的 转GmNAC8基因株系,具体步骤如下:
[0065] 1、取重组农杆菌GV3101/pCXSN-GmNAC8,用含50μg/ml卡那霉素和50μg/ml利福平 的YEP液体培养液培养至OD 6(x)nmS〇. 8,室温离心并收集菌体,将菌体重悬于5g/100mL蔗糖溶 液中,获得〇D6QQnm为0.7的菌悬液。
[0066] 2、将哥伦比亚生态型拟南芥植株倒置,使莲座叶以上的花序在步骤1得到的菌悬 液中浸泡15s,然后将植株在22°C环境中水平放置24小时,用不透光的塑料袋封住盆钵。
[0067] 3、完成步骤2后,将植株竖直培养直至收获种子(即??代种子)。
[0068] 4、取T0代种子,4°C低温处理2天,然后播种于含100mg/l潮霉素的MS固体培养基 中,置于22°C光照培养箱中持续培养15天,筛选可正常生长的潮霉素抗性植株(潮霉素抗性 植株表现为植株生长正常;非潮霉素抗性植株表现为植株矮小黄化,无法正常生长)。
[0069] 5、将步骤4筛选得到的潮霉素抗性植株移栽至MS固体培养基中缓苗,然后移栽至 营养土中培养直至收获T1代种子。
[0070] 6、取T1代种子,4°C低温处理2天,然后播种于含100mg/l潮霉素的MS固体培养基 中,置于22°C光照培养箱中持续培养15天,筛选潮霉素抗性分离比为3:1的株系。
[0071] 7、将步骤6筛选得到的植株移栽至MS固体培养基中缓苗,然后移栽至营养土中培 养,单株收获种子,即T2代种子。
[0072] 8、取T2代种子,4°C低温处理2天,然后播种于含100mg/l潮霉素的MS固体培养基 中,置于22°C光照培养箱中持续培养15天,筛选不产生潮霉素抗性分离的潮霉素抗性株系。
[0073] 9、T2代植株自交,得到的种子即为T3代种子。
[0074] l〇、PCR 鉴定
[0075] 提取T3代植株的基因组DNA,使用实施例2中的PF1和引物PF2组成的引物对进行 PCR扩增,然后将扩增产物进行1 %琼脂糖凝胶电泳,如果得到约1484bp的扩增产物,则待测 植株为转GmNACS基因植株。提取哥伦比亚生态型拟南芥的基因组DNA作为阴性对照,采用重 组质粒pCXSN-GmNAC8作为阳性对照。
[0076] PCR鉴定的部分结果如图1的泳道2-22所示。
[0077] 11、实时荧光定量PCR鉴定
[0078] 提取不同株系(8-2株系、8-5株系、8-6株系、8-10株系、8-13株系、8-16株系、8-20 株系等)的T3代植株的总RNA并反转录获得cDNA,以该cDNA为模板,采用PF3和PR3组成的引 物对通过实时荧光定量PCR扩增鉴定GmNAC8基因的相对表达量(以A-Actin为内参,用PF4和 PR4组成的引物对鉴定内参)。
[0079] PF3:5 '-GTTGGATGACTGGGTTCTATGC-3 ';
[0080] PR3:5 '-TTGTGGCTTGTGGAGGAGG-3 ';
[0081 ] PF4:5 '-GAAGTTCAATGTTTCGTTTCATGT-3 ';
[0082] PR4:5 '-GGATTATACAAGGCCCCAAAA-3 '。
[0083] 各株系中GmNAC8基因的相对表达量的结果如图2所不。8-2株系、8-5株系、8-6株 系、8-10株系、8-16株系、8-20株系中都能检测到GmNAC8基因的表达,其中8-2株系、8-6株系 和8-10株系中GmNAC8基因的表达量最高。
[0084] 经鉴定,共得到14个纯合的转GmNAC8基因株系(其中包括8-2株系、8-5株系、8-6株 系、8_10株系、8_16株系和8-20株系)。
[0085]二、转空载体植株的获得
[0086] 用重组农杆菌GV3101/pCXSN代替重组农杆菌GV3101/pCXSN-GmNAC8,其他同步骤 一,得到转空载体植株。
[0087] T3代植株的PCR鉴定的结
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