本發(fā)明屬于生物，具體涉及一種花生 ahcdpk8基因及其互作蛋白和在提高植物抗旱性中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、花生是我國重要的油料作物和經(jīng)濟作物，提高花生產(chǎn)量和效益，對于確保人民食用油脂的安全以及促進農(nóng)業(yè)效益和農(nóng)民收入的增加具有重大意義。全國常年因干旱引起的花生減產(chǎn)率平均在20%以上，嚴(yán)重者甚至絕產(chǎn)。因此，通過提高花生的抗旱性來降低干旱對花生產(chǎn)生的不利影響具有十分重要的意義。

2、植物在響應(yīng)干旱脅迫過程中的一種機制是通過氣孔關(guān)閉降低水分流失，以保持植物體內(nèi)的生物活性。干旱條件下，水稻中 oscpk9過表達(dá)轉(zhuǎn)基因植株，通過調(diào)節(jié)滲透壓誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉，提高花粉活性和小穗育性；oscpk10通過調(diào)節(jié)過氧化氫（h2o2）酶的積累和脂質(zhì)過氧化水平，保護了細(xì)胞膜的完整性，提高了水稻對h2o2的解毒能力，增強了水稻的耐旱性。但花生 cpk8基因功能國內(nèi)外尚無報道，研究 ahcpk8對花生干旱脅迫的調(diào)控機制對明確花生生長發(fā)育的鈣素利用規(guī)律、保證花生高產(chǎn)具有非常重要的意義。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的情況，本發(fā)明的目的是提供了一種花生 ahcdpk8基因及其互作蛋白和在提高植物抗旱性中的應(yīng)用，本發(fā)明提供的花生 ahcdpk8基因及其互作蛋白在花生耐干旱脅迫中起到重要作用，能夠顯著提高花生的抗旱性能，并進而提高花生的產(chǎn)量。

2、為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

3、本發(fā)明提供了一種提高植物抗旱性的花生 ahcdpk8基因，所述花生 ahcdpk8基因的核苷酸序列如seq?id?no.1所示，其編碼的氨基酸序列如seq?id?no.2所示。

4、進一步的，所述花生 ahcdpk8基因的擴增引物序列為：

5、ahcdpk8-f：5’-ggtaccatgtcgaaagcggg-3’；

6、ahcdpk8-r：5’-gtcgacttaaaggtgaccat-3’。

7、本發(fā)明還提供了所述的花生 ahcdpk8基因在提高植物抗旱性和產(chǎn)量中的應(yīng)用。

8、進一步的，所述花生 ahcdpk8基因通過與氨基酸序列如seq?id?no.4所示的二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶活化酶互作來提高植物的抗旱性。

9、進一步的，所述應(yīng)用包括以下步驟：

10、（1）pcr擴增及克隆 ahcdpk8基因；

11、（2）將克隆的 ahcdpk8基因全長cds連入表達(dá)載體中，得到過表達(dá)重組載體；

12、（3）將所述過表達(dá)重組載體轉(zhuǎn)化到農(nóng)桿菌中，得到過表達(dá)重組菌株；

13、（4）將所述過表達(dá)重組菌株轉(zhuǎn)化進植物中，篩選并得到超表達(dá) ahcpk8基因株系。

14、進一步的，所述步驟（1）中pcr的擴增體系為：10×pcr?buffer?5?μl；25?mm?mg2+?4μl；dntp?mixture?(10?mm)?1?μl；ahcdpk8-f（10?μm）?5?μl；ahcdpk8-r（10?μm）5?μl；cdna0.5?μl； taq?e?0.5?μl；加h2o到50?μl。

15、進一步的，超表達(dá) ahcpk8基因能夠提高抗氧化酶的活性和降低活性氧的含量來保護植物光系統(tǒng)免受鹽脅迫損害。

16、進一步的，超表達(dá) ahcpk8基因植株中丙二醛含量下降，相對電導(dǎo)率下降。

17、進一步的，施鈣條件下種植花生，能夠顯著提高花生葉片中 cpk8基因的表達(dá)，施鈣能夠提高花生抗旱性，施鈣濃度為3mm~10mm的?ca(no3)2。

18、進一步的，所述植物包括花生和煙草。

19、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和有益效果：本發(fā)明提供的鈣依賴性蛋白激酶cpk8在植物響應(yīng)干旱脅迫過程中起到重要作用。作為ca2+傳感蛋白cpks能夠與ca2+結(jié)合并能以鈣依賴的方式發(fā)生構(gòu)型變化，cpks互作蛋白通過與cpks的互作將ca2+信號級聯(lián)放大并向下游傳導(dǎo)，進而對相關(guān)基因表達(dá)、酶代謝、細(xì)胞骨架動態(tài)變化以及離子和水分的跨膜運輸?shù)冗M行調(diào)節(jié)，提高植物的生長發(fā)育能力和應(yīng)對非生物脅迫和生物脅迫能力。

20、由于抗旱耐瘠薄特性，花生多種植于丘陵旱地和沿河沙地，干旱、酸化以及鹽堿等逆境脅迫是限制花生產(chǎn)量提升的主要因素。本發(fā)明通過實驗比較外源施鈣及低鈣條件下生長的花生植株表型差異及干旱脅迫下相關(guān)生理指標(biāo)的變化；揭示了花生cpk8基因在抗旱脅迫中的功能及ca2+/cpk下游信號途徑的挖掘，揭示鈣及其信號通路提高花生抗旱的調(diào)控途徑。從而實現(xiàn)對花生產(chǎn)量的有效調(diào)控，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐提供理論依據(jù)。

技術(shù)特征：

1.一種提高植物抗旱性的花生ahcdpk8基因，其特征在于，所述花生ahcdpk8基因的核苷酸序列如seq?id?no.1所示，其編碼的氨基酸序列如seq?id?no.2所示。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的花生ahcdpk8基因，其特征在于，所述花生ahcdpk8基因的擴增引物序列為：

3.權(quán)利要求1所述的花生ahcdpk8基因在提高植物抗旱性和產(chǎn)量中的應(yīng)用。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于，所述花生ahcdpk8基因通過與氨基酸序列如seq?id?no.4所示的二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶活化酶互作來提高植物的抗旱性。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于，所述應(yīng)用包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，其特征在于，所述步驟（1）中pcr的擴增體系為：10×pcrbuffer?5?μl；25?mm?mg2+?4?μl；dntp?mixture?10?mm?1?μl；ahcdpk8-f?10?μm?5?μl；ahcdpk8-r?10?μm?5?μl；cdna?0.5?μl；taq?e?0.5?μl；加h2o到50?μl。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，其特征在于，超表達(dá)ahcpk8基因能夠提高抗氧化酶的活性和降低活性氧的含量來保護植物光系統(tǒng)免受鹽脅迫損害。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，其特征在于，超表達(dá)ahcpk8基因植株中丙二醛含量下降，相對電導(dǎo)率下降。

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于，施鈣條件下種植花生能夠顯著提高花生葉片中cpk8基因的表達(dá)，施鈣能夠提高花生抗旱性，施鈣濃度為3mm~10mm的?ca(no3)2。

10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于，所述植物包括花生和煙草。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種花生AhCDPK8基因及其互作蛋白和在提高植物抗旱性中的應(yīng)用。本發(fā)明提供的花生AhCDPK8基因及其互作蛋白將Ca<supgt;2+</supgt;信號級聯(lián)放大并向下游傳導(dǎo)，進而對相關(guān)基因表達(dá)、酶代謝、細(xì)胞骨架動態(tài)變化以及離子和水分的跨膜運輸進行調(diào)節(jié)，提高植物的生長發(fā)育能力和抗干旱能力。本發(fā)明通過實驗分析外源施鈣及低鈣條件下生長的花生植株表型差異及干旱脅迫下相關(guān)生理指標(biāo)的變化；揭示了花生CPK8基因在抗旱脅迫中的功能及Ca<supgt;2+</supgt;/CPK下游信號途徑的挖掘，揭示鈣及其信號通路提高花生抗旱的調(diào)控途徑。從而實現(xiàn)對花生產(chǎn)量的有效調(diào)控，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐提供理論依據(jù)。

技術(shù)研發(fā)人員：楊莎,范士凱,何梅,崔利,王建國,張佳蕾,萬書波
受保護的技術(shù)使用者：山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10