本申請涉及生物，尤其涉及hspsk基因在提高野大麥遺傳轉(zhuǎn)化效率中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、野大麥?zhǔn)侵匾娘暡荨⑸鷳B(tài)草植物，在畜牧業(yè)發(fā)展和生態(tài)修復(fù)研究中具有重要價值。在野大麥植物的遺傳改良研究中，遺傳轉(zhuǎn)化是一種必不可少的手段，在基因組編輯、性狀精準(zhǔn)改良、植物分子設(shè)計(jì)育種、基因功能研究等過程發(fā)揮著重要作用。

2、蒙農(nóng)1號野大麥?zhǔn)怯N家選育的一個優(yōu)良品種，但其遺傳轉(zhuǎn)化過程中愈傷組織水澤化嚴(yán)重，不能再生，阻礙了其遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)體系的建立。因此，急需開發(fā)一套高效、穩(wěn)定、廣泛適用于蒙農(nóng)1號野大麥的分子輔助轉(zhuǎn)化工具，以大幅度提高蒙農(nóng)1號野大麥的遺傳轉(zhuǎn)化效率，促進(jìn)轉(zhuǎn)基因育種技術(shù)和分子精準(zhǔn)設(shè)計(jì)育種技術(shù)的發(fā)展，推動高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆性強(qiáng)的新品種培育進(jìn)程。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種適用于蒙農(nóng)1號野大麥的高效穩(wěn)定的遺傳轉(zhuǎn)化體系。

2、一方面，本申請?zhí)峁┝薶spsk基因在提高植物遺傳轉(zhuǎn)化效率中的應(yīng)用。

3、進(jìn)一步地，所述提高植物遺傳轉(zhuǎn)化效率是通過促進(jìn)胚性愈傷組織的形成和/或愈傷組織再生實(shí)現(xiàn)的。

4、野大麥種子、幼穗、下胚軸等外植體誘導(dǎo)形成的愈傷組織為水澤化愈傷，沒有再生能力。本發(fā)明在野大麥莖節(jié)和莖段轉(zhuǎn)錄組中，分析獲得一個表達(dá)水平較高的hspsk基因(序列如seq?id?no.1)，將其過表達(dá)于野大麥下胚軸后，可促進(jìn)其形成胚性愈傷組織，并提高其再生能力，以獲得轉(zhuǎn)基因陽性植株，并且，轉(zhuǎn)基因植株生長健壯，發(fā)育正常。因此，野大麥hspsk基因可作為遺傳轉(zhuǎn)化輔助基因，助力轉(zhuǎn)化困難植物野大麥遺傳轉(zhuǎn)化體系的成功建立。

5、進(jìn)一步地，所述hspsk基因的核苷酸序列如seq?id?no.1所示或與seq?id?no.1具有至少75％同一性的核苷酸序列；優(yōu)選的，所述hspsk基因編碼的氨基酸序列如seq?idno.2所示或與seq?id?no.2具有至少80％同一性的氨基酸序列。

6、其中，所述hspsk基因的核苷酸序列如seq?id?no.1所示或與seq?id?no.1具有75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％、99.1％、99.2％、99.3％、99.4％、99.5％、99.6％、99.7％、99.8％或99.9％同一性的核苷酸序列；

7、所述hspsk基因編碼的氨基酸序列如seq?id?no.2所示或與seq?id?no.2具有80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％、99.1％、99.2％、99.3％、99.4％、99.5％、99.6％、99.7％、99.8％或99.9％同一性的氨基酸序列。

8、進(jìn)一步地，所述植物為野大麥。

9、在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，本申請采用蒙農(nóng)1號野大麥作為實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，具體野大麥品種對本申請實(shí)驗(yàn)結(jié)果無影響，可采用方便獲得的野大麥品種完成本申請所述技術(shù)方案。

10、另一方面，本申請還提供了一種提高植物遺傳轉(zhuǎn)化效率和/或促進(jìn)胚性愈傷組織形成和再生的方法，所述方法包括提高植物中hspsk基因表達(dá)水平或mrna轉(zhuǎn)錄水平的步驟。

11、進(jìn)一步地，所述方法包括向所述植物中導(dǎo)入hspsk基因序列來實(shí)現(xiàn)。

12、進(jìn)一步地，所述hspsk基因的核苷酸序列如seq?id?no.1所示或與seq?id?no.1具有至少75％同一性的核苷酸序列；優(yōu)選的，所述hspsk基因編碼的氨基酸序列如seq?idno.2所示或與seq?id?no.2具有至少80％同一性的氨基酸序列。

13、進(jìn)一步地，所述植物為野大麥。

14、在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，通過農(nóng)桿菌遺傳轉(zhuǎn)化方法向所述植物中導(dǎo)入hspsk基因序列來實(shí)現(xiàn)。所述農(nóng)桿菌遺傳轉(zhuǎn)化方法可選擇通用的方法進(jìn)行。

15、在上述過程中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際情況選擇已知質(zhì)粒進(jìn)行重組載體的構(gòu)建并對構(gòu)建的重組載體進(jìn)行常規(guī)優(yōu)化和修飾，也可選用常用農(nóng)桿菌及其通用轉(zhuǎn)化方法完成上述遺傳轉(zhuǎn)化過程，本申請中不對質(zhì)粒種類和農(nóng)桿菌種類進(jìn)行強(qiáng)制性的限定。

16、在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述載體可為panic6b。

17、另一方面，本申請還提供了一種野大麥的遺傳轉(zhuǎn)化方法，所述方法包括：提高野大麥中hspsk基因表達(dá)水平或mrna轉(zhuǎn)錄水平的步驟。

18、進(jìn)一步地，所述hspsk基因的核苷酸序列如seq?id?no.1所示或與seq?id?no.1具有至少75％同一性的核苷酸序列；優(yōu)選的，所述hspsk基因編碼的氨基酸序列如seq?idno.2所示或與seq?id?no.2具有至少80％同一性的氨基酸序列。

19、進(jìn)一步地，所述方法包括：

20、步驟一、將野大麥轉(zhuǎn)化受體浸入農(nóng)桿菌侵染液中侵染；所述農(nóng)桿菌攜帶野大麥hspsk基因；

21、步驟二、取出步驟一中侵染后的轉(zhuǎn)化受體，將轉(zhuǎn)化受體進(jìn)行愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)獲得胚性愈傷組織；

22、步驟三、將胚性愈傷組織進(jìn)行芽誘導(dǎo)培養(yǎng)獲得再生芽；

23、步驟四、將再生芽進(jìn)行生根誘導(dǎo)培養(yǎng)獲得轉(zhuǎn)基因野大麥植株。

24、在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述農(nóng)桿菌為eha105。

25、進(jìn)一步地，所述野大麥轉(zhuǎn)化受體選自胚軸、種子、根、莖、葉中的一種或多種。

26、進(jìn)一步地，所述野大麥轉(zhuǎn)化受體為下胚軸。

27、本發(fā)明具有如下有益效果：

28、本發(fā)明中針對野大麥提出了一種高效遺傳轉(zhuǎn)化方法，該遺傳轉(zhuǎn)化方法能夠?qū)崿F(xiàn)高效創(chuàng)制基因過表達(dá)和基因編輯植株，具有轉(zhuǎn)化體系效率高、轉(zhuǎn)化周期短的優(yōu)勢，避免了現(xiàn)有技術(shù)中野大麥遺傳轉(zhuǎn)化過程中愈傷組織水澤化嚴(yán)重、不能再生的問題。

技術(shù)特征：

1.hspsk基因在提高植物遺傳轉(zhuǎn)化效率中的應(yīng)用。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，所述提高植物遺傳轉(zhuǎn)化效率是通過促進(jìn)胚性愈傷組織的形成和/或愈傷組織再生實(shí)現(xiàn)的。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，所述hspsk基因的核苷酸序列如seq?idno.1所示或與seq?id?no.1具有至少75％同一性的核苷酸序列，所述hspsk基因編碼的氨基酸序列如seq?id?no.2所示或與seq?id?no.2具有至少80％同一性的氨基酸序列。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，所述植物為野大麥。

5.一種提高植物遺傳轉(zhuǎn)化效率和/或促進(jìn)胚性愈傷組織形成和再生的方法，其特征在于，所述方法包括提高植物中hspsk基因表達(dá)水平或mrna轉(zhuǎn)錄水平的步驟。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法包括向所述植物中導(dǎo)入hspsk基因序列來實(shí)現(xiàn)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述植物為野大麥。

8.一種野大麥的遺傳轉(zhuǎn)化方法，其特征在于，所述方法包括：提高野大麥中hspsk基因表達(dá)水平或mrna轉(zhuǎn)錄水平的步驟。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述野大麥轉(zhuǎn)化受體選自胚軸、種子、根、莖、葉中的一種或多種。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了HsPSK基因在提高野大麥遺傳轉(zhuǎn)化效率中的應(yīng)用，涉及生物技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明中針對野大麥提出了一種高效遺傳轉(zhuǎn)化方法，該遺傳轉(zhuǎn)化方法能夠?qū)崿F(xiàn)高效構(gòu)建野大麥轉(zhuǎn)基因植株，具有轉(zhuǎn)化體系效率高、轉(zhuǎn)化周期短的優(yōu)勢，避免了現(xiàn)有技術(shù)中野大麥遺傳轉(zhuǎn)化過程中愈傷組織水澤化嚴(yán)重、不能再生的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：付春祥,劉敏,陳曉迪,王玉,趙彥,王召明,苑峰,劉亞玲
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21