[發明專利]植物耐逆性相關蛋白TaSnRK2.10及其編碼基因與應用

有效

• 申請號: 201110333264.5
• 申請日: 2011-10-28
• 公開（公告）號: CN102399760A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 毛新國;張洪映;景蕊蓮
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院作物科學研究所
• 主分類號: C12N9/12
• 分類號: C12N9/12;C12N15/54;C12N15/63;C12N1/21;C12N5/10;C12N15/09;C12N15/84;A01H5/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

技術領域

本發明涉及生物技術領域，尤其涉及一種植物耐逆性相關蛋白TaSnRK2.10及其編碼基因與應用。

背景技術

干旱缺水是全球農業生產面臨的嚴重問題，也是制約我國糧食生產發展的重要因素。主要糧食作物小麥的栽培需要大量的水，我國平均每生產1噸小麥需水量約500-700m³。全世界發展中國家至少有6000萬公頃小麥栽培在雨養耕地，但其產量水平只有灌溉條件下的10％-50％。所以，發展耐旱節水小麥品種，以提高作物的水分利用效率，既可增加產量，又可以緩解水資源短缺的矛盾。

改良作物耐旱性對于提高農業生產力具有重大意義，受到世界各國的高度重視，近期我國啟動的轉基因作物新品種培育重大專項就是最好的實證。研究植物的耐旱機理、克隆耐旱相關基因、通過基因工程改良作物耐旱性是培育耐旱作物新品種的一條有效途徑。雖然作物的耐旱性遺傳基礎復雜，克隆、轉化耐旱基因獲得耐旱性明顯提高的新品種難度較大，但經眾多科學家的共同努力，已經取得了一定的進步，涌現了不少成功的例子。

目前，已克隆的耐旱相關基因主要包兩大類，第一類為功能基因，這類基因包括低分子可溶性糖、氨基酸和小分子蛋白質等合成相關基因，以及保護細胞免受損害的酶類，如脯氨酸合成相關酶基因，包括吡咯啉-5-羧酸合成酶基因P5CS及PVAB2，吡咯琳-5-羧酸還原酶基因P5CR等；晚期胚胎發生豐富蛋白(LEA)，小麥LEA蛋白基因。

第二類是調節基因，包括各種參與水分脅迫信號傳遞的基因，主要包括(1)參與ABA、乙烯等信號分子合成的關鍵酶類；(2)轉錄因子，如DREB，NF-YB1等；(3)蛋白磷酸酶，如蛋白質磷酸酶2A和2C等，它們參與ABA信號的傳遞。(4)蛋白磷酸激酶，植物蛋白激酶家族非常，主要包括分裂素激活蛋白激酶(MAPK)，鈣依賴的蛋白激酶(CDPK)和蔗糖非發酵相關蛋白激酶(SNF1(sucrose?non-fermenting)related?protein?kinase，SnRK)，其中SnRK是近期發現的參與對各種逆境反應的蛋白激酶。

SnRK家族非常龐大，根據其序列相似性和結構域特點，SnRK家族可以分為3個亞家族：SnRK1，SnRK2和SnRK3，其中SnRK1廣泛存在于動植物和微生物中。研究表明SnRK1主要參與生物體內對營養缺乏的響應，而SnRK2和SnRK3是植物特有的蛋白激酶。目前，人們對SnRK3亞家族的研究相對比較多，其中對SnRK3成員中的SOS2研究尤為透徹，SOS2編碼一種Na⁺/H⁺轉運蛋白，該蛋白能夠調節植物細胞內外鈉、鉀離子的平衡，其過量表達能增強轉基因植株的耐鹽性。此外，人們發現了4個SOS2類似蛋白激酶，分別參與對不同脅迫的反應，如PKS11可能參與對糖的感應，PKS6和PKS18參與ABA信號傳遞，AtCIPK1/PKS13調節對鹽的耐受性。小麥SnRK3成員WPK4受光、細胞分裂素和低溫的誘導，而被蔗糖抑制。

人們對SnRK2家族研究起步較晚，但越來越多的證據表明該家族大多成員受滲透脅迫誘導表達，部分成員還參與ABA信號的傳遞過程。Boudsocq在擬南芥中克隆了10個SnRK2成員，發現其中的9個成員受高滲和鹽脅迫的誘導，5個參與對ABA的響應，其中OST1/SRK2.6及其直系同源基因Vicia?faba?AAPK參與對ABA調節的氣孔關閉的控制調節，過量表達SnRK2.8和SnRK2.3能增強轉基因植株的耐旱性。Kobayashi等在水稻中分離到10個SnRK2成員，稱之為脅迫激活蛋白激酶(Stress?Activated?Protein?Kinase，SAPK)，研究表明這10個成員都參與對滲透脅迫的應答，其中3個受ABA誘導。Huai等在玉米中克隆了9個SnRK2成員，發現不同成員對逆境脅迫的應答不同。過量表達該家族成員SAPK4能明顯增強轉基因植株的耐鹽性。在大豆中，人們分離到4個SnRK2成員，SPK1、SPK2、SPK3和SPK4，其表達都受滲透脅迫誘導，其中SPK3還受外源ABA的誘導。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種植物耐逆性相關蛋白及其編碼基因。

本發明所提供的蛋白，其來源于普通小麥(Triticum?aestivum?L.)，命名為TaSnRK2.10，為如下(a)或(b)所示的蛋白：

(a)由序列表中序列2所示的氨基酸序列組成的蛋白質；