【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于植物分子生物育種，具體涉及一種gmpm35基因在提高大豆抗旱性中的應用。
技術介紹
1、大豆（glycine?max?(l.)?merr.）是一種重要的糧食及經濟作物，也是人體攝取蛋白質、脂肪和礦物質的主要來源。大豆的生長與產量受到因素的影響，如：（1）因大豆是喜溫作物，不同生育階段對溫度要求不同，如果播種期溫度過低，種子發芽緩慢甚至可能爛種，影響出苗率，進而減少最終的有效株數。開花期如果溫度過高，會使花粉活力下降，導致授粉不良，結莢數減少；溫度過低則會延遲開花，縮短生育期，影響產量。（2）土壤中的氮、磷、鉀等大量元素對大豆產量影響顯著。氮素是構成蛋白質的主要成分，適量的氮素供應可以促進大豆植株生長，增加葉片面積和葉綠素含量，提高光合作用效率。但氮素過多會導致植株徒長，易倒伏。磷素參與大豆的能量代謝和物質運輸等過程，在開花結莢期尤為重要，能促進花芽分化和籽粒發育。鉀素能增強大豆植株的抗逆性，使莖稈粗壯，提高大豆的抗倒伏能力。（3）大豆是短日照作物，光照時間和強度對其生長發育和產量形成至關重要。光照不足會導致大豆植株徒長，莖稈細弱，葉片變薄、顏色變淺。在花芽分化期，光照不足會減少花芽分化數量，影響結莢。在開花結莢期，充足的光照可以保證光合作用的順利進行，為莢果和籽粒的發育提供充足的光合產物。例如，在陰雨天較多的季節，大豆產量往往會因光照不足而降低。
2、此外，大豆生長需要適量的水分。種子萌發需要吸收適量的水分。在幼苗期，土壤相對含水量保持在60%~70%較為適宜，此時如果干旱缺水，會導致幼苗生長緩慢、植株
技術實現思路
1、為提高大豆的抗旱能力，本專利技術提供了一種gmpm35基因在提高大豆抗旱性中的應用。
2、本專利技術所采用的技術方案是：
3、本專利技術提供了一種gmpm35基因在提高大豆抗旱性中的應用，所述gmpm35基因的核苷酸序列如seq?id?no.20所示。
4、本專利技術提供了一種超表達載體，所述超表達載體包含權利要求1所述的gmpm35基因。
5、本專利技術提供了一種所述超表達載體的制備方法，包括以下步驟：合成一對引物，引物序列如seq?id?no.1和seq?id?no.2所示；提取大豆rna，反轉錄為cdna，以cdna為模板克隆gmpm35基因；將gmpm35基因接至酶切后的載體，轉化，獲得超表達載體。
6、優選地，所述載體包括pcambia系列載體、pbi系列載體、煙草花葉病毒載體和pgreen系列載體中的任意一種。
7、優選地，所述pcambia系列載體包括pcambia3301、pcambia1300和pcambia1302中的任意一種。
8、優選地，所述pbi系列載體包括pbi121、pbi101和pbi121-mcs-cas9中的任意一種。
9、優選地，所述煙草花葉病毒載體包括ptmv201、tmv-30b和trbo-gfp中的任意一種。
10、所述pgreen系列載體包括pgreen0029、pgreenii62-sk和pgreenii0800-luc中的任意一種。
11、本專利技術還提供了一種所述超表達載體的應用，所述超表達載體用于制備超表達gmpm35基因的大豆植株，制備的過程包括以下步驟：制備超表達載體的農桿菌菌液，通過農桿菌介導法侵染大豆；對侵染后的大豆進行培養，獲得超表達gmpm35基因的大豆植株。
12、優選地，侵染所述大豆時，用于侵染的大豆的品種為吉農28。
13、優選地，侵染所述大豆時，大豆的被侵染部位為子葉節。
14、優選地，所述超表達載體用于提高大豆對干旱脅迫的耐性。
15、優選地，所述干旱脅迫的土壤相對含水量不高于45%。
16、與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：
17、本專利技術提供了一種gmpm35基因在提高大豆抗旱性中的應用，所述gmpm35基因的核苷酸序列如seq?id?no.20所示。本專利技術以大豆純系品種吉農28為材料克隆到gmpm35，并構建超表達載體pcambia3301-gmpm35，通過農桿菌介導法轉入大豆中，獲得耐旱植株。抗旱功能鑒定結果表明，在干旱脅迫下，超表達gmpm35基因能增加大豆的根長、發芽率、葉綠素和脯氨酸的含量，降低mda、h2o2和o2-的含量，從而提高植株的抗旱性。此外，它還通過改善光合生理指標、提高抗氧化酶活性，包括cat、sod和pod，且清除積累的ros來增強植物對干旱脅迫的耐受性。田間種植t3代超表達株系、基因編輯株系和非轉基因大豆株系進行的農藝性狀調查發現，超表達gmpm35基因增加了主莖節數、單株莢數、主莖莢數和單株粒重。本專利技術為進一步選育抗旱大豆新品種提供新的候選基因。
18、本專利技術發現了在大豆干旱脅迫后表達量顯著上調的gmpm35基因，該基因屬于大豆lea_6亞家族。胚胎晚期發育富集lea蛋白是一個大型蛋白質家族，廣泛分布于高等植物中。lea蛋白在保護植物細胞免受非生物脅迫及調節植物生長和發育中發揮著重要作用，是植物防御干旱脅迫的重要功能蛋白群。蛋白理化性上，lea蛋白具有較高的親水性和熱穩定性，在植物非生物脅迫下具有穩定細胞膜、分子屏障、離子結合和抗氧化等功能。lea蛋白家族成員在幫助植物抵抗非生物脅迫中起到重要作用。進一步挖掘與研究大豆中lea蛋白家族成員的功能和表達調控可以更全面地了解植物響應干旱的生理生化機制。研究gmpm35基因在大豆耐旱反應中的作用機制，將為大豆耐旱基因的篩選提供理論線索，這無疑可以為拓展大豆抗旱基因資源及開發新的抗旱品種提供理論依據。
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1.GmPM35基因在提高大豆抗旱性中的應用，其特征在于，所述GmPM35基因的核苷酸序列如SEQ?ID?NO.20所示。
2.一種超表達載體，其特征在于，所述超表達載體包含權利要求1所述的GmPM35基因。
3.如權利要求2所述超表達載體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
4.如權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述載體包括pCAMBIA系列載體、pBI系列載體、煙草花葉病毒載體和pGreen系列載體中的任意一種。
5.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述pCAMBIA系列載體包括pCAMBIA3301、pCAMBIA1300和pCAMBIA1302中的任意一種；
6.如權利要求2所述超表達載體的應用，其特征在于，所述超表達載體用于制備超表達GmPM35基因的大豆植株，制備的過程包括以下步驟：
7.如權利要求6所述的應用，其特征在于，侵染所述大豆時，用于被侵染的大豆的品種為吉農28。
8.如權利要求6所述的應用，其特征在于，侵染所述大豆時，大豆的被侵染部位為子葉節。
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【技術特征摘要】
1.gmpm35基因在提高大豆抗旱性中的應用，其特征在于，所述gmpm35基因的核苷酸序列如seq?id?no.20所示。
2.一種超表達載體，其特征在于，所述超表達載體包含權利要求1所述的gmpm35基因。
3.如權利要求2所述超表達載體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
4.如權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述載體包括pcambia系列載體、pbi系列載體、煙草花葉病毒載體和pgreen系列載體中的任意一種。
5.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述pcambia系列...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉思言，孫瑤，王蕊，王鑫宇，王鑫雨，仉祺，王丕武，關淑艷，馬義勇，姚丹，焦鵬，郭兆昊，王天宇，
申請(專利權)人：吉林農業大學，
類型：發明
國別省市：
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