一種提高植物鐵生物強化和抗逆性的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及植物生物學領域，更具體地，本發明涉及一種提高植物鐵生物強化和 抗逆性的方法。
【背景技術】
[0002] W甘墓為代表的墓類作物，具有超高的光、熱、水資源利用效率和單位面積生物 量、淀粉含量高、適合種植于干旱瘡薄±地而不與糧食爭地等特性，是目前最有開發前景的 能源作物。
[0003] 甘墓屬旋花科，甘墓屬，甘墓種，為蔓生性草本植物。甘墓植株可分為根、莖、葉、 花、果實、種子等部分。甘墓是一種重要的糧食作物，也是食品加工業的重要原料，營養價值 豐富。因此，甘墓品種優化W及培植、再生技術的研究具有重要的意義。
[0004]鑒于甘墓在旱瘡薄±中的生存能力，預期甘墓基因組中存在著與耐瘡薄相關的優 良基因，對其相關機制的解析可有助于增強植物的抗逆境、耐貧瘡的能力，培育富鐵、高生 物有效鐵含量和抗性強的作物。
[0005] 因此，本領域有必要研究甘墓中具有抗逆性的優良基因，W為植物的改良提供新 的途徑。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的在于提供一種提高植物鐵生物強化和抗逆性的方法。
[0007] 在本發明的第一方面，提供一種提高墓類植物抗逆能力的方法，所述方法包括：提 高墓類植物中扣AVP1蛋白的表達。
[0008] 在一個優選例中，所述的抗逆能力包括：耐鹽能力，耐旱能力，耐缺鐵能力。
[0009] 在另一優選例中，所述IBAVP1蛋白是：
[0010] (a)如SEQIDNO:2所示氨基酸序列的蛋白；或
[0011] 化）將SEQIDNO:2所示氨基酸序列經過一個或多個（如1-20個；較佳地1-10 個；更佳地1-5個）氨基酸殘基的取代、缺失或添加而形成的，且具有提高植物抗逆能力功 能的由（a)衍生的蛋白；或
[001引（C)氨基酸序列與（a)限定的氨基酸序列有90%W上（較佳地95%W上厘佳地 98%W上；更佳地99%W上）相同性且具有提高植物抗逆能力功能的多膚；或 [001引（d)具有（a)蛋白功能的SEQIDNO:2的蛋白片段。
[0014] 在另一優選例中，所述的方法包括；將編碼IbAVPl蛋白的多核巧酸轉入墓類植物 中。
[0015] 在另一優選例中，所述編碼IBAVP1蛋白的多核巧酸是：
[001引α)具有SEQIDNO:1所示序列的多核巧酸；
[0017](ii)核巧酸序列在嚴格條件下能夠與（i)限定的多核巧酸序列雜交且編碼的蛋 白具有提高植物抗逆能力功能的多核巧酸；或
[001引（iii)核巧酸序列與（i)限定的多核巧酸序列有90%W上（較佳地95%W上；更 佳地98%W上；更佳地99%W上）相同性且編碼的蛋白具有提高植物抗逆能力功能的多核 巧酸。
[0019] 在另一優選例中，所述的方法包括步驟：
[0020] (i)提供攜帶表達載體的農桿菌，所述的表達載體含編碼IBAVP1蛋白的多核巧 酸；
[0021] (ii)利用農桿菌使所述編碼IBAVP1蛋白的多核巧酸轉入墓類植物。
[0022] 在另一優選例中，所述的墓類植物是甘墓。
[0023] 在本發明的另一方面，提供利用上述方法獲得的轉基因植物或其雜交后代，與野 生型墓類植物相比，所述的轉基因植物或其雜交后代的抗逆能力提高。
[0024] 在本發明的另一方面，提供一種IbAVPl蛋白或編碼該蛋白的多核巧酸的用途，用 于提高墓類植物抗逆能力；
[00巧]提高墓類植物中IT-Phse的PPi水解活性（從而促進生長素向根部運輸，促進墓 類植物的根系發達和提高根際酸化能力）；
[0026] 維持墓類植物在干旱脅迫條件下葉綠素含量（避免葉綠素降低）；
[0027] 減少墓類植物在干旱脅迫條件下含水量下降程度；
[0028] 減少墓類植物在鹽脅迫條件下葉綠素含量的下降程度；
[0029] 提高墓類植物在鹽脅迫條件下的化+含量；或
[0030] 促進墓類植物在缺鐵條件下的根系生長。
[0031] 在一個優選例中，所述的抗逆能力包括：耐鹽能力，耐旱能力，耐缺鐵能力。
[0032] 在本發明的另一方面，提供一種IBAVP1蛋白或編碼其的多核巧酸的用途，用作鑒 定植物的抗逆能力的分子標記物。
[0033] 本發明的其它方面由于本文的公開內容，對本領域的技術人員而言是顯而易見 的。
【附圖說明】
[0034] 圖1、扣AVP1的跨膜域分析。藍色線條代表位于液泡內的區域，粉紅色線條代表位 于細胞質中的區域，紅色方框代表跨膜結構域。
[003引圖2、Southern雜交分析甘墓中IbAVPl拷貝數。甘墓葉片基因組DNA分別W EcoRV、甜曰1、化01Η種內切酶消化，Μ;Marker。
[0036]圖3、IbAVP1在不同組織的表達模式。不同組織中IbAVP1表達的RT-PCR和 Real-timePCR結果。葉化）、莖做、須根（FR)、塊根燈時。
[0037] 圖4、化C1處理時扣AVP1表達情況的RT-PCR和Real-timePCR結果。2個月的 甘墓盆栽苗用400臟〇111的化(：1處理0,3,6，12,24,48小時。
[003引 A，根中的表達情況；
[0039] B，葉中的表達情況。
[0040] 圖5、甘露醇處理下扣AVP1表達情況的RT-PCR和Real-timePCR結果。2個月的 甘墓盆栽苗用300mmolLi的甘露醇處理0,3,6，12,24和48小時。
[0041]A，根中的表達情況；
[0042] B，葉中的表達情況。
[004引圖6、缺鐵處理下扣AVP1表達情況的Real-time PCR結果。
[0044]A，根中的表達情況；
[0045] B，葉中的表達情況。
[0046] 圖7、轉基因甘墓的Southernblotting檢測結果。標記探針為潮霉素磯酸轉移酶 基因，0E1-0E9 ;轉基因株系，WT:野生型。Μ;marker。
[0047] 圖8、轉基因甘墓Real-time PCR檢測結果。0E1-0E9 ;轉基因株系，WT ;野生型。 actin :內參
[0048] 圖9、轉基因甘墓V-ATPase和f-Phse活性的檢測。
[0049]A，轉基因甘墓V-ATPase活性；
[0050] B，轉基因甘墓液泡膜f-Phse活性。0E3,4,8;轉基因株系，WT;野生型。
[0051] 圖中所示數據為3次重復的平均值+標準差，*和**分別表示在相同的處理條 件下與對照相比t-test差異顯著（p<0. 05)和極顯
[0052] 圖10、扣AVP1轉基因甘墓干旱處理27天的表型和生理學分析。
[0053] A，干旱處理前后的表型變化；
[0054] B，葉綠素含量的變化；
[00巧]C，相對含水量的變化。
[0056] 0E3,4,8;轉基因株系，WT;野生型。
[0057] 圖中所示數據為3次重復的平均值+標準差，*和**分別表示在相同的處理條 件下與對照相比t-test差異顯著（p<0. 05)和極顯著（p<0. 01)。
[0058] 圖11、扣AVP1轉基因甘墓200mmolL1化C1處理24天的表型變化和生理學分析。
[0059]A，鹽處理前后表型變化；
[0060] B，Fv/Fm的變化；
[0061]C，葉綠素含量的變化；
[0062]D，化+含量的變化；
[0063]E，r含量的變化。
[0064] 0E3,4,8;轉基因株系，WT;野生型。
[0065] 圖中所示數據為3次重復的平均值+標準差，*和**分別表示在相同的處理條 件下與對照相比t-test差異顯著（p<0. 05)和極顯著（p<0. 01)。
[0066] 圖12、扣AVP1轉基因甘墓缺鐵處理后的表型變化和生理學分析。
[0067]A，缺鐵處理后的表型變化；
[0068]B，根系鮮重的變化；
[0069]C，根系干重的變化。
[0070] 0E3,4,8;轉基因株系，WT;野生型。
[0071] 圖中所示數據為3次重復的平均值+標準差，*和**分別表示在相同的處理條 件下與對照相比t-test差異顯著（p<0. 05)和極顯著（p<0. 01)。
[0072] 圖13、扣AVP1轉基因甘墓缺鐵處理后的鐵含量分析。
[0073]A，缺鐵處理后葉的鐵含量變化；
[0074]B，缺鐵處理后根系的鐵含量的變化。
[00巧]0E3,4,8 ;轉基因株系，WT;野生型。
[0076]圖中所示數據為3次重復的平均值+標準差，*和**分別表示在相同的處理條 件下與對照相比T-test差異顯著（p<0. 05)和極顯著（p<0. 01)。
【具體實施方