[發明專利]一種植物抗鹽蛋白及其編碼基因與應用

無效

• 申請號: 201010583400.1
• 申請日: 2010-12-10
• 公開（公告）號: CN102051364A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 曹樹青;呂申超;江力;袁懷波
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;C12N15/83
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

技術領域

本發明涉及生物工程領域中一個植物抗鹽相關蛋白及其編碼基因與應用，特別涉及利用該基因增強植物抗鹽性的方法。?

背景技術

糧食問題是當今世界所面臨的極大難題之一。通過提高單產或擴大種植面積、增加農業投入改造中低產田等途徑來增加糧食產量都會碰到需要克服逆境限制或減輕逆境危害的問題。因此，認識植物對逆境的反應機制，提高植物的抗逆性，已成為農業生產和食品安全進一步研究的重點，倍受世界各國政治界和學術界的關注，也是當前生命科學研究的熱點。?

土壤鹽堿化是影響限制作物生長的兩個重要逆境因子，也是農作物減產的重要影響因素，因此尋找新的抗鹽功能基因并闡明其功能具有重要的理論及實踐意義。除了傳統的育種方法外，利用基因工程技術來提高作物抗鹽能力具有重要的理論和經濟意義。?

擬南芥是一種模式植物，廣泛用于植物遺傳學、發育生物學和分子生物學等研究領域。擬南芥的大多數基因在其它植物中都能找到，有關擬南芥的任何發現都能應用于其它植物研究。因此，對擬南芥抗鹽分子生物學機制的研究對特定區域提高作物的產量具有重要的理論與經濟意義。擬南芥基因組已完全測序，根據擬南芥測序數據庫(www.arabidopsis.org)尋找和發現新的具有自主知識產權的功能基因是國際植物學研究領域的熱點之一，也是不同國家之間科技競爭的焦點。擬南芥共有約1.3億個堿基對，2.9萬個基因。目前大部分基因的功能還不清楚，利用突變技術研究基因功能已成為一種有效的方法。通過對突變體的研究，發現了一些抗鹽基因的功能，如SOS1、SOS2、SOS3、NHX1、HKT1等。?

根據擬南芥數據庫公布的基因組序列，發現鹽處理HIS1-3基因敲除植株表現為耐受，這表明該表明HIS1-3基因涉及抗鹽性的調控。為此，我們研究了該基因功能，并發現該基因具有調控植物耐鹽的作用。?

發明內容

本發明的目的是發現了一種新的植物抗鹽相關蛋白及其編碼基因。本發明所提供的植物耐鹽及降低植物鹽吸收相關蛋白的編碼基因，名為HIS1-3(AT2G18050)，來源于哥倫比亞野生型的擬南芥，其蛋白是具有下述氨基酸殘基序列的蛋白質：?

序列表中的SEQ?ID?No：2，序列表中的序列2由167個氨基酸殘基組成。?

HIS1-3的cDNA基因，選自下述核甘酸序列之一；?

(1)序列表中SEQ?ID?No：1的DNA序列；?

(2)編碼序列表中SEQ?ID?No：2蛋白質序列的多核苷酸；?

(3)在高嚴謹條件下可與序列表中SEQ?ID?No：1限定的DNA序列雜交的核甘酸序列；?

(4)與序列表中SEQ?ID?No：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的DNA序列。?

序列表中的序列1由763個堿基組成，其開放閱讀框架(ORF)為自5’端第46位至549位堿基，編碼序列SEQ?ID?No：2的蛋白質。?

含有本發明HIS1-3的表達載體，細胞系和宿主菌均屬于本發明的保護范圍。擴增HIS1-3中任一片段的引物對也屬于本發明的保護范圍。?

本發明的第二個目的是提供一種利用該基因增強植物抗鹽性的方法。?

本發明所提供的增強植物抗鹽性的方法，是抑制植物中的上述植物抗鹽性相關蛋白編碼基因的表達。?

抑制植物中的上述植物抗鹽性相關蛋白編碼基因HIS1-3的表達可通過多種方法實現，如植物病毒載體介導基因沉默的方法，反義核酸技術沉默基因的方法，siRNA介導的基因沉默方法等。本發明抑制基因表達的方法并不限于上述幾種方法，只要能抑制HIS1-3表達均可。?

利用任何一種植物基因敲除技術，將此基因敲除(或沉默)后，植物表現為抗鹽。?

本發明的HIS1-3基因或其反義核酸在構建到植物表達載體中時，在其轉錄起始核苷酸前可加上任何一種增強啟動子或誘導型啟動子。為了便于對轉基因植物細胞或植物進行鑒定及篩選，可對所使用的載體進行加工，如加入植物可選擇性標記(GUS基因、螢光素酶基因等)或具有抗性的抗生素標記物(慶大霉素，卡那霉素等)。被轉化的植物宿主既可以是單子葉植物，也可以是雙子葉植物，如：水稻、小麥、油菜、玉米、黃瓜、番茄、楊樹、草坪草或苜宿等。攜帶有本發明HIS1-3基因的表達載體可通過使用Ti質粒、Ri質粒、植物病毒載體、直接DNA轉化、顯微注射、電導、農桿菌介導等常規生物學方法轉化植物細胞或組織，并將轉化的植物經組織培育成植株。?

本發明的植物抗鹽相關蛋白及其編碼基可為農作物抗鹽育種提供基因與技術的支持。?