[發明專利]利用水稻蛋白激酶基因OsCIPK15提高植物耐鹽能力

無效

• 申請號: 200710052356.X
• 申請日: 2007-06-01
• 公開（公告）號: CN101096681A
• 公開（公告）日: 2008-01-02
• 發明（設計）人: 向勇;熊立仲
• 申請（專利權）人: 華中農業大學
• 主分類號: C12N15/82
• 分類號: C12N15/82;C12N15/29
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所
• 代理人: 王敏鋒

技術領域

本發明涉及植物生物技術領域。具體涉及一種水稻DNA片段(基因)的分離克隆、功能驗證和應用。所述的基因與植物耐鹽有關。將該基因的完整翻譯區(Coding?sequence)與玉米的組成型啟動子(Ubiquitinl)結合后直接轉入一般植物體，轉基因植株的耐鹽能力顯著提高。

背景技術

植物在生長的過程中會受到諸多環境因素的影響，干旱、鹽害和低溫往往導致農作物的大規模減產，在許多地區是農業發展的瓶頸。為了抵抗或適應環境不利因素，植物體感受細胞外環境條件的變化并通過多種途徑將其傳遞到細胞內，會誘導表達一些應答基因，產生一些使細胞免受干旱、高鹽、低溫等脅迫傷害的功能蛋白、滲透調節物質以及傳遞信號和調控基因表達的轉錄因子，從而對外界的變化做出相應的反應(Xiong等Cell?signaling?during?cold，drought?and?salt?stress.Plant?Cell.14(suppl)，S165-S183，2002)。而那些功能基因的表達對植株對環境刺激做出反應，最終使其存活起著重要的作用。而目前在許多植物中發現CDPK、CIPK、MAPK等蛋白激酶家族在植株逆境信號的傳遞、逆境的適應性方面起著重要的作用。這些蛋白激酶基因在不同的逆境脅迫下，可誘導表達或被抑制，因而認為這些蛋白激酶基因在植物對逆境的應答過程中起著非常重要的作用。因此分離和鑒定這類能提高植物應對逆境的功能基因對于于作物抗逆境的遺傳改良，對育種有著重要的意義。目前人們已在植物抗性改良方面作了嘗試，利用DREB1A和DREB2A培育的轉基因擬南芥植株，其低溫耐性和干旱，高鹽耐性都比野生型強(Liu?Q等Two?transcription?factors，DREB1?and?DREB2，with?anEREBP/AP2?DNA?domains?separate?two?cellular?signal?thansduction?pathways?in?drought-andlow-temperature-responsive?gene?expression，respectively，in?Arabidopsis.Plant?Cell.1998，10：1391-1406.)。利用OsNAC1培育轉基因水稻顯著的提高了植株對干旱和高鹽的耐受能力(Hu等Overexpressing?aNAM，ATAF，andCUC(NAC)transcription?factor?enhances?drought?resistance?and?salt?tolerance?in?rice.PNAS.2006，103：12987-12992.)

水稻是最重要的糧食作物之一，耐鹽的水稻對我們來說具有重要的意義，因而找出與耐鹽的功能基因，培育耐鹽的品種對提高水稻產量和種植面積具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是從水稻中分離克隆一個包含有耐鹽相關基因完整編碼區段的DNA片段，利用這個基因改良水稻或其它植物的抗逆性，特別是通過轉基因，提高轉基因植物的耐鹽性。對這個基因進行結構分析其屬于植物CIPK蛋白激酶家族，而且是跟逆境相關的，將該克隆的基因被命名為OsCIPK15。

本發明涉及分離和應用一種包含OsCIPK15基因的DNA片段，該片段賦予植物在高鹽等逆境條件下，增強耐受能力。其中，所述片段如序列表SEQ?ID?NO：1所示，或者基本上相當于SEQ?ID?NO：1所示的高度同源DNA序列，或者其功能相當于SEQ?IDNO：1所示序列的亞片段。

可以采用已經克隆的OsCIPK15基因作探針，從cDNA和基因組文庫中篩選得到本發明的基因或同源基因。同樣，也可以采用PCR(polymerase?chain?reaction)技術，從基因組、mRNA和cDNA中擴增得到本發明的OsCIPK15基因以及任何感興趣的一段DNA或與其同源的一段DNA。采用以上技術，可以分離得到包含OsCIPK15基因的序列，將這一序列與任何一種可以引導外源基因在植物中表達的表達載體轉化植株，可獲得對高鹽脅迫耐受力得到增強的轉基因植株。本發明的基因在構建到植物表達載體中時，在其轉錄起始核苷酸前加上任何一種強啟動子或誘導型啟動子。本發明的基因在構建到植物表達載體中時，也可使用增強子，這些增強子區域可以是ATG起始密碼子和鄰接區域起始密碼子等，但必需與編碼序列的閱讀框相同，以保證整個序列的翻譯。