[發(fā)明專利]一種植物耐低溫脅迫相關蛋白及其編碼基因與應用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910241990.7
• 申請日: 2009-12-18
• 公開（公告）號: CN102101882A
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發(fā)明（設計）人: 楊淑華;黃小貞
• 申請（專利權）人: 中國農(nóng)業(yè)大學
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/63;C12N15/82;C12N1/15;C12N1/19;C12N1/21;C12N5/10;C12N15/11;A01H5/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

技術領域

本發(fā)明涉及一種植物耐低溫脅迫相關蛋白及其編碼基因在改變植物耐冷脅迫能力中的應用。

背景技術

植物生長在自然環(huán)境中，會受到各種各樣的不良因素的影響，主要包括生物脅迫和非生物脅迫。前者主要是指各種病原微生物的入侵；后者則主要指鹽，干旱，低溫，高溫等滲透脅迫。春去冬來，四季更替，溫度的變化不僅是影響植物生長發(fā)育的重要環(huán)境因子之一，同時也是限制作物產(chǎn)量的主要非生物因素。很多農(nóng)作物的大量減產(chǎn)是由于低溫寒害造成的，因此，研究植物響應低溫脅迫的生理生化反應及其分子機制，能夠為提高植物抵抗低溫寒害的能力創(chuàng)造條件。

植物由于其生長的固定性，為了在一定范圍的溫度條件下能夠正常的生長和發(fā)育，當外界環(huán)境溫度發(fā)生變化時，植物自身會對這一變化作出反應，包括Ca2+信號的傳遞，一系列冷誘導基因的表達，還有各種新成代謝上的變化。近幾年來，雖然有關植物如何響應低溫分子機制研究已經(jīng)比較深入，但是我們?nèi)匀徊磺宄参锏降资侨绾胃兄蜏匦盘柌鬟f低溫信號到核內(nèi)激活轉(zhuǎn)錄因子，進而調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄或引起一系列生理生化反應。

擬南芥是一種十字花科植物，由于其形態(tài)個體小，生長周期快，基因組小，重復序列少，并且全部基因組測序已經(jīng)完成，且容易被人工誘變產(chǎn)生大量不同基因位點遺傳變異突變植株，因此已成為一種典型的模式植物，廣泛用于植物遺傳學、發(fā)育生物學和分子生物學的研究。

發(fā)明創(chuàng)造內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供植物耐低溫脅迫相關蛋白及其編碼基因在改變植物耐冷脅迫能力中的應用。

本發(fā)明通過一個冷敏感突變體，發(fā)現(xiàn)導致該突變體冷敏感的基因，我們發(fā)現(xiàn)它的編碼蛋白的新功能，就是能夠調(diào)控冷脅迫引起的細胞死亡，即可以改變植物對冷脅迫的耐受能力。

本發(fā)明的植物耐低溫脅迫相關蛋白，即調(diào)控植物低溫細胞死亡相關蛋白AtLSD1，來源于擬南芥(Arabidopsis?thaliana)，是如下(a)或(b)的蛋白質(zhì)：

(a)由序列表中SEQ?ID?№：2的氨基酸殘基序列組成的蛋白質(zhì)；

(b)將序列表中SEQ?ID?№：2的氨基酸殘基序列經(jīng)過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且與SEQ?ID?№：2的氨基酸殘基序列相同活性的由SEQ?ID?№：2衍生的蛋白質(zhì)。其中，序列表中SEQ?ID?№：2是由183個氨基酸殘基組成。

本發(fā)明提供的植物耐低溫脅迫相關基因，是調(diào)控溫度誘導的細胞死亡相關基因，是在冷信號途徑上起作用的基因，名稱為AtLSD1(Arabidopsis?thaliana?lesionsimulating?disease?resistancel)，該基因在擬南芥基因組數(shù)據(jù)庫中的編號為At4g20380)，來源于哥倫比亞生態(tài)型的擬南芥，是下列核苷酸序列之一：

1)序列表中SEQ?ID?№：1的DNA序列；

2)編碼序列表中SEQ?ID?№：2蛋白質(zhì)序列的多核苷酸；

3)與序列表中SEQ?ID?№：1限定的DNA序列具有90％以上同源性，且編碼相同功能蛋白質(zhì)的DNA序列。

序列表中序列1的DNA序列由2272個堿基組成，該基因的讀碼框為自5’端第1位到第1880位堿基，含有7個內(nèi)含子，分別為自5’端第199位到第318位堿基；自5’端第381位到第505位堿基；自5’端第635位到第723位堿基；自5’端第829位到第1317位堿基；自5’端第1458位到第1557位堿基；自5’端第1630位到第1721位堿基；自5’端第1794位到第1880位堿基。

含有本發(fā)明基因的表達載體、轉(zhuǎn)基因細胞系和宿主菌及擴增AtLSD1中任一片段的引物對均屬于本發(fā)明的保護范圍。其中，上游引物和下游引物之間的距離在50到2000個堿基之間；該引物對其中的每一個引物的長度為15到25個堿基，如引物1：lsd1-R：5’-TCCGTTGATGAAAGCGGAAAGTCG-3’(SEQ?ID?№：3)引物2：lsd1-F：5’-GGAATAGAGGAAGAATTTGGA-3’(SEQ?ID?№：4)。

本發(fā)明還提供一種構(gòu)建低溫敏感型擬南芥的方法，是將擬南芥中的植物耐低溫脅迫相關蛋白滅活；所述植物耐低溫脅迫相關蛋白為權利要求1所述的蛋白；所述滅活為點突變、缺失或插入突變擬南芥中的植物耐低溫脅迫相關蛋白的編碼基因。