在遺傳修飾的植物中使用?；o酶A結合蛋白增強干旱耐受性的方法技術

ACBP2可用于在遺傳修飾的植物中增強干旱耐受性。觀察到ACBP2在保衛細胞中表達，并且ACBP2過表達的轉基因擬南芥被賦予增強的干旱耐受性。提供了用于賦予植物/植物材料干旱耐受性的載體/表達盒。提供了使用ACBP2增強植物的耐受性的方法。還提供了具有改善的干旱耐受性的植物和植物材料。也提供了用于篩選具有ACBP2樣活性的基因的方法。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】在遺傳修飾的植物中使用?；o酶A結合蛋白增強干旱耐受性的方法相關申請的交叉引用該申請要求享有2011年11月3日提交的U.S.S.N.61/555,287的權益和優先權，其通過引用并入本文。序列表的引用序列表作為命名為“UHK_00404_ST25.txt”的文本文件提交于2012年11月2日，創建于2012年11月2日，并具有17,888字節大小，其由此通過引用并入。專利
本公開一般涉及遺傳修飾的植物和賦予植物干旱耐受性的載體。專利技術背景干旱脅迫是農業和人類最大的環境威脅之一。干旱是植物的主要脅迫并且當植物細胞中的總蒸騰速率超過水分攝取時它就會發生(Ingram和Bartels,AnnuRevPlantPhysiolPlantMolBiol.,47:377-403,(1996))。作物在開花期間對干旱尤為敏感，并且沒有花則沒有形成大多數作物的收獲物的果實和種子（谷粒）。全球變暖進一步加劇了干旱相關的問題。因此，需要鑒定賦予干旱耐受性的基因，以產生具有改善的能力以在水分缺乏脅迫中存活的轉基因植物（尤其是作物）。本專利技術的目標是提供賦予轉基因植物和植物材料干旱耐受性的載體。本專利技術的目標還有提供具有增強的干旱耐受性的轉基因植物和植物材料，及制備它們的方法。本專利技術的仍另一目標是提供篩選賦予植物干旱耐受性的基因的方法。專利技術概述提供了具有改善的干旱耐受性的轉基因植物和植物材料以及用于產生它們的載體。已經發現，相對于未修飾的植物，在植物中表達擬南芥（Arabidopsisthaliana）?；o酶A結合蛋白2(ACBP2)改善了干旱耐受性。還提供了其中表達ACBP2多肽的修飾植物的植物部分包括例如果實、葉、塊莖、種子、花、莖、根以及所有其他解剖學部分。在具體的實施方案中，轉化的植物是轉基因的或轉質體的（transplastomic）擬南芥、番茄、煙草、棉花、玉米和稻植物。在具體的非限制性實例中，可以通過在缺水的情況下存活至少15天的能力測定植物中的干旱耐受性。用于在植物中改善干旱耐受性的植物轉化載體包括編碼ACBP2多肽或ACBP2的功能片段或變體的核酸序列。在一些實施方案中，所述載體包含啟動子（其可操作地連接編碼ACBP2多肽或ACBP2的功能片段或變體的序列），和終止子，和/或其他調節元件。啟動子可以是組成型的、誘導型的或組織特異性的。在其他實施方案中，可以設計載體，以便其將在植物自身的內源啟動子的控制下進行表達。所述載體可以編碼作為操縱子的多于一個ACBP2多肽或ACBP2的功能片段或變體。本文所述的載體包括植物質體轉化載體或核轉化載體。還提供的是產生具有干旱耐受性的修飾的植物或植物細胞的方法。所述方法包括用本文所述的載體轉化植物或植物細胞，所述載體包含編碼ACBP2的多核苷酸。在一些實施方案中，核轉化載體用于引起一個或多個ACBP2或其變體的表達，輸送與擬南芥ACBP2多肽相似的干旱耐受性。在其他實施方案中，質體轉化載體用于引起一個或多個ACBP2或其變體的表達，輸送與擬南芥ACBP2多肽相似的干旱耐受性。此類核轉化載體和質體轉化載體可單獨使用或彼此結合使用或與可以增強以其轉化的植物的干旱耐受性的其他重組載體結合使用。還提供的是用于篩選賦予植物干旱耐受性的ACBP2樣序列或變體的方法。所述方法包括向在干旱條件下顯示生長抑制的宿主細胞引入外源核酸，以形成測試細胞，其中生長抑制的解除表明賦予生長耐受性的ACBP2樣能力。在一些實施方案中，在引入到宿主細胞之前將外源核酸突變。在其他實施方案中，所述外源核酸是編碼ACBP2變體的合成核酸。附圖簡述圖1A和1B顯示了12天齡的擬南芥幼苗中ACBP2響應ABA（圖1A）和干旱處理（圖1B）的表達。圖1A值是均值±SD。**P<0.01,*P<0.05,n=4。圖1B值是均值±SD。**P<0.01,n=4。圖1C顯示了在有或無ABA(2μM)處理的情況下在種子萌發過程中指示時間（小時）的ACBP2的表達。a，表明在0小時與H2O對照相比的顯著差異；b，表明在相似時間的顯著差異(P<0.05,n=5)。圖2A-2D顯示了與野生型植物相比ACBP2-OXs對干旱處理的耐受性。圖2A是顯示與ACBP2-OX3和ACBP2-OX6相比Col-0的存活，和與Col-0相比acbp2的存活的柱形圖。**P<0.01,*P<0.05。值為均值±SD(n=4)。圖2B是顯示干旱處理15天后野生型（Col-0和Col-6）、acbp2突變體、ACBP2-OX3和ACBP2-OX6植物的存活的柱形圖。**P<0.01。值為均值±SD（n=4，在四次實驗的每一次中測試每一種基因型的30株植物）。圖2C顯示了ABA對野生型(Col-0)和ACBP2-OXs葉中氣孔閉合的影響。圖2D顯示了ABA對野生型(Col-6)和acbp2突變體葉中氣孔閉合的影響。棒（Bar）=20μm。值為均值±SD。星號表明統計學上的顯著差異。**P<0.01,*P<0.05,n=3（檢查每一株系的30個保衛細胞并重復三次）。圖2E-2F顯示了與對照Col-0相比，在ABA缺失（圖2E）和存在（圖2F）的情況下ACBP2-OX3和ACBP2-OX6的萌發率。值為均值±SD,n=3。**P<0.01,*P<0.05。圖2G顯示了ABA處理后與對照相比，ACBP2-OX3和ACBP2-OX6中的相對根長。**P<0.01。值為均值±SD,n=3（測定每種基因型50株幼苗并將實驗重復3次）。圖2H顯示了與對照相比，acbp2突變體中100μm或150μm處理后的相對根長。**P<0.05。值為均值±SD,n=3（測定每種基因型50株幼苗并將實驗重復3次）。圖3A是顯示相對熒光強度的柱形圖，所述相對熒光強度表明響應ACBP2的過表達，保衛細胞中ABA誘導的ROS產生(%)。野生型（Col-0，對照組）中的ROS產生等于100%。*P<0.05。圖3B顯示了與10μmABA孵育3天或沒有與其孵育的5周齡野生型(Col-0)和ACBP2-OX(OX-3和OX-6)植物的離脫葉的離子滲漏。圖3C顯示了與10μmABA孵育3天或沒有與其孵育的5周齡野生型(Col-6)和acbp2突變體的離脫葉的離子滲漏。圖4A和4B顯示了轉化載體pAT351和pAT353的限制性圖譜。圖4A顯示了質粒pAT351。圖4B顯示了質粒pAT353。圖5A和5B顯示了如通過使用5溴-4-氯-3-吲哚-b-D-葡萄糖苷酸(X-Gluc)進行組織化學GUS測定所證明的轉基因擬南芥的葉（圖5A）和保衛細胞（圖5B）中的ACBP2pro:GUS表達，比例尺=1mm(圖5A)和20μm(圖5B)。圖6A-6C是顯示ACBP2的過表達對HAB1(圖6A)、AtrbohD(圖6B)、AtrbohF.(圖6C)、AREB1(圖6D)、RD29A(圖6E)、ABI1(圖6F)、NCED3(圖6G)、ABA2(圖6H)、PLDα1(圖6I)和RPK1(圖6J)的影響的柱形圖。a表明與未處理野生型相比的顯著差異；b表明與ABA處理野生型相比的顯著差異(P<0.05,n=5)本文檔來自技高網...

【技術保護點】
轉基因植物，其進行遺傳改造以相對于未修飾的植物表達有效增強干旱耐受性的量的ACBP2。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2011.11.03 US 61/5552871.在植物或植物細胞中獲得增強的干旱耐受性的方法，其包括：遺傳改造所述植物或植物細胞，以相對于未遺傳改造的植物過表達酰基輔酶A結合蛋白2，其中所述?；o酶A結合蛋白2由SEQIDNO：6所示的氨基酸序列組成。2.權利要求1的方法，其中SEQIDNO：3編碼SEQIDNO：6所示的氨基酸序列。3.權利要求1的方法，其中所述植物細胞是茄科植物物種。4.權利要求1的方法，其中所述植物細胞是谷類作物。5.權利要求1的方法，其中所述植物細胞來自選自番茄、棉花和稻的植物。6.權利要求1的方法，其中所述植物細胞是棉花。7.獲得具有干旱耐受性的植物部分的方法，其包括：獲得遺傳修飾以過表達酰基輔酶A結合蛋白2的植物部分；和在其中其暴露于足以抑制相同類型的天然植物生長的干旱脅迫的條件下生長所述植物部分；其中所述酰基輔酶A結合蛋白2由SEQIDNO：6所示的氨基酸序列組成。8.權利要求7的方法，其中SEQIDNO：3編碼SEQIDNO：6所示的氨基酸序列。9.權利要求7的方法，其中獲得所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔡美蓮，杜志嚴，陳沫先，
申請(專利權)人：香港大學，
類型：發明
國別省市：中國香港;81