本發(fā)明屬于植物育種，具體涉及大豆gmsbt1.2基因在調(diào)控固氮酶活功能、根瘤數(shù)量和根瘤干重中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、大豆是重要的糧食和油料作物，可以為人類提供大量優(yōu)質(zhì)的植物蛋白和油脂。目前，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對工業(yè)氮肥高度依賴，但工業(yè)氮肥的過量使用不僅會增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，還會污染土壤環(huán)境，例如造成土壤重金屬超標(biāo)、土壤板結(jié)等問題。因此，減少工業(yè)氮肥的使用迫在眉睫。大豆-根瘤菌共生固氮能夠?yàn)榇蠖股L發(fā)育提供必不可少的氮源，可以在一定程度上替代工業(yè)氮肥。固氮酶作為固氮微生物在常溫常壓下固氮成氨的催化劑，在生物固氮中起著不可替代的作用。盡管有大量文獻(xiàn)報道過固氮酶的作用機(jī)制，但大豆中影響根瘤菌固氮酶活性的遺傳位點(diǎn)和基因的作用機(jī)制還未被完全解析，對重要遺傳位點(diǎn)的應(yīng)用仍十分有限。亟需一種調(diào)控固氮酶活性的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決如何提高大豆的固氮酶活性、根瘤數(shù)量、根瘤干重和根瘤細(xì)胞內(nèi)類菌體數(shù)量的技術(shù)問題。

2、本發(fā)明提供一種seq?id?no.4所示的蛋白質(zhì)在提高大豆固氮酶活性、根瘤數(shù)量、根瘤干重或根瘤細(xì)胞內(nèi)類菌體數(shù)量中的應(yīng)用。

3、本發(fā)明提供一種seq?id?no.3所示的基因在提高大豆固氮酶活性、根瘤數(shù)量、根瘤干重或根瘤細(xì)胞內(nèi)類菌體數(shù)量中的應(yīng)用。

4、本發(fā)明提供一種含有seq?id?no.3所示的基因的重組載體在大豆固氮酶活性、根瘤數(shù)量、根瘤干重或根瘤細(xì)胞內(nèi)類菌體數(shù)量中的應(yīng)用。

5、本發(fā)明提供一種含有seq?id?no.3所示的基因的重組微生物細(xì)胞在大豆固氮酶活性、根瘤數(shù)量、根瘤干重或根瘤細(xì)胞內(nèi)類菌體數(shù)量中的應(yīng)用。

6、進(jìn)一步地限定，所述重組微生物細(xì)胞的出發(fā)微生物細(xì)胞為原核微生物細(xì)胞或真核微生物細(xì)胞。

7、本發(fā)明提供一種含有超表達(dá)seq?id?no.3所示的基因的大豆植株在大豆固氮酶活性、根瘤數(shù)量、根瘤干重或根瘤細(xì)胞內(nèi)類菌體數(shù)量中的應(yīng)用。

8、本發(fā)明提供一種提高大豆固氮酶活性的育種方法，步驟具體如下：

9、步驟1：將seq?id?no.3所示的基因序列與ptf101.1載體連接獲得重組載體；

10、步驟2：將步驟1獲得的重組載體轉(zhuǎn)入到農(nóng)桿菌中，獲得重組農(nóng)桿菌；

11、步驟3：將步驟2獲得的重組農(nóng)桿菌侵染大豆獲得轉(zhuǎn)基因大豆。

12、本發(fā)明提供一種提高大豆根瘤數(shù)和根瘤干重的育種方法，步驟具體如下：

13、步驟1：將seq?id?no.3所示基因序列與ptf101.1載體連接獲得重組載體；

14、步驟2：將步驟1獲得的重組載體轉(zhuǎn)入到農(nóng)桿菌中，獲得重組農(nóng)桿菌；

15、步驟3：將步驟2獲得的重組農(nóng)桿菌侵染大豆獲得轉(zhuǎn)基因大豆。

16、本發(fā)明提供一種提高大豆根瘤細(xì)胞內(nèi)類菌體數(shù)量的育種方法，步驟具體如下：

17、步驟1：將seq?id?no.3所示基因序列與ptf101.1載體連接獲得重組載體；

18、步驟2：將步驟1獲得的重組載體轉(zhuǎn)入到農(nóng)桿菌中，獲得重組農(nóng)桿菌；

19、步驟3：將步驟2獲得的重組農(nóng)桿菌侵染大豆獲得轉(zhuǎn)基因大豆。

20、進(jìn)一步地限定，步驟1中擴(kuò)增seq?id?no.3所示的基因序列的引物如seq?id?no.5和seq?id?no.6所示。

21、有益效果：本發(fā)明為創(chuàng)造了過表達(dá)枯草桿菌蛋白酶基因gmsbt1.2的大豆穩(wěn)轉(zhuǎn)材料，基因過表達(dá)后，能夠增加大豆固氮酶活性，改善大豆固氮能力。gmsbt1.2作為一種在根瘤里特異性高表達(dá)的基因與大豆共生結(jié)瘤具有密切的關(guān)系，本發(fā)明為gmsbt1.2功能的解析以及大豆-根瘤菌共生固氮研究提供重要材料。

技術(shù)特征：

1.seq?id?no.4所示的蛋白質(zhì)在提高大豆固氮酶活性、根瘤數(shù)量、根瘤干重或根瘤細(xì)胞內(nèi)類菌體數(shù)量中的應(yīng)用。

2.seq?id?no.3所示的基因在提高大豆固氮酶活性、根瘤數(shù)量、根瘤干重或根瘤細(xì)胞內(nèi)類菌體數(shù)量中的應(yīng)用。

3.含有seq?id?no.3所示的基因的重組載體在大豆固氮酶活性、根瘤數(shù)量、根瘤干重或根瘤細(xì)胞內(nèi)類菌體數(shù)量中的應(yīng)用。

4.含有seq?id?no.3所示的基因的重組微生物細(xì)胞在大豆固氮酶活性、根瘤數(shù)量、根瘤干重或根瘤細(xì)胞內(nèi)類菌體數(shù)量中的應(yīng)用。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用，其特征在于，所述重組微生物細(xì)胞的出發(fā)微生物細(xì)胞為原核微生物細(xì)胞或真核微生物細(xì)胞。

6.含有超表達(dá)seq?id?no.3所示的基因的大豆植株在大豆固氮酶活性、根瘤數(shù)量、根瘤干重或根瘤細(xì)胞內(nèi)類菌體數(shù)量中的應(yīng)用。

7.一種提高大豆固氮酶活性的育種方法，其特征在于，步驟具體如下：

8.一種提高大豆根瘤數(shù)和根瘤干重的育種方法，其特征在于，步驟具體如下：

9.一種提高大豆根瘤細(xì)胞內(nèi)類菌體數(shù)量的育種方法，其特征在于，步驟具體如下：

10.根據(jù)權(quán)利要求7-9任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟1中擴(kuò)增seq?id?no.3所示的基因序列的引物如seq?id?no.5和seq?id?no.6所示。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開大豆GmSBT1.2基因在調(diào)控固氮酶活功能、根瘤數(shù)量和根瘤干重中的應(yīng)用。屬于植物育種技術(shù)領(lǐng)域。為了解決如何提高大豆的固氮酶活性、根瘤數(shù)量、根瘤干重和根瘤細(xì)胞內(nèi)類菌體數(shù)量的技術(shù)問題。本發(fā)明為創(chuàng)造了過表達(dá)枯草桿菌蛋白酶基因GmSBT1.2的大豆穩(wěn)轉(zhuǎn)材料，基因過表達(dá)后，能夠增加大豆固氮酶活性，改善大豆固氮能力。GmSBT1.2作為一種在根瘤里特異性高表達(dá)的基因與大豆共生結(jié)瘤具有密切的關(guān)系，本發(fā)明為GmSBT1.2功能的解析以及大豆?根瘤菌共生固氮研究提供重要材料。

技術(shù)研發(fā)人員：王錦輝,辛大偉,馬超,陳慶山,劉春燕,楊明亮,徐暢
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21