[發(fā)明專利]人工合成玉米耐淹基因sSub1A及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210170454.4
• 申請日: 2012-05-29
• 公開（公告）號: CN102766636A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱蘇文;姜威;姜翠萍;周健;江海洋
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/63;C12N1/21;C12N5/10;C12N15/82;C12N15/84;A01H5/00
• 代理公司: 上海卓陽知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31262
• 代理人: 巫蓓麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基因工程技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是一種人工合成的玉米耐淹基因sSub1A及其應(yīng)用。?

背景技術(shù)

玉米（zea?mays?L.）是世界上分布最廣泛的糧食作物之一，也是一種重要的經(jīng)濟(jì)作物。在我國，其分布范圍和種植面積都很大，是我國旱谷地區(qū)人民的主要糧食之一。但是每年由于洪澇災(zāi)害造成玉米產(chǎn)量損失巨大，目前玉米常規(guī)育種缺乏耐淹種質(zhì)資源，育種進(jìn)程相對緩慢，通過現(xiàn)代生物技術(shù)將抗?jié)郴驅(qū)胗衩字信嘤哂锌節(jié)车挠衩仔缕贩N是減災(zāi)的重要措施。?

淹水脅迫造成缺氧環(huán)境，玉米在缺氧環(huán)境下誘導(dǎo)ADH基因表達(dá)變化，改變了染色體的結(jié)構(gòu)，激活轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄。厭氧導(dǎo)致翻譯正常狀況下蛋白質(zhì)的多聚核糖體發(fā)生分離，翻譯厭氧蛋白的mRNA的多聚核糖體降低，厭氧表達(dá)的Adh1轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物與核糖體結(jié)合有效性比有氧時高。在DNA水平上，氧誘導(dǎo)基因的特征是在啟動子區(qū)存在厭氧反應(yīng)元件（ARE），在玉米ADH1、ADH2、醛縮酶和擬南芥的ADHl、LDH、PDC?的啟動子區(qū)域發(fā)現(xiàn)了ARE元件破壞玉米或擬南芥中的這些基序（motif）導(dǎo)致ADH1基因在厭氧時不表達(dá)或表達(dá)量減少。ARE由GC-基序和GT—基序組成，二者對于低氧基因的誘導(dǎo)都很重要。Hocren等發(fā)現(xiàn)AtMYB2基因可以誘導(dǎo)Adh1基因，并證實了厭氧反應(yīng)的許多基因都依賴于AtMYB2基因。唐萬虎等通過對玉米Mo17和Hz32淹水脅迫發(fā)現(xiàn)，淹水處理4h時玉米Mo17中Adh2基因表達(dá)量最大，在淹水脅迫8h后基因Adh2表達(dá)量開始降低，而在Hz32中基因Adh2表達(dá)量穩(wěn)定上升，在8h后達(dá)到最大，推測玉米的抗?jié)承院突?i>Adh2有關(guān)。?

2006年，菲律賓國際水稻研究所Mackill領(lǐng)導(dǎo)的研究小組發(fā)現(xiàn)含有控制水稻耐淹品性Sub1A的變異品種FR13具有超強(qiáng)的抗淹能力，這種品系的植株經(jīng)過10-14d的沒頂淹澇，待淹沒狀態(tài)消失后仍能恢復(fù)生長，Septiningsih等借助分子標(biāo)記輔助選擇，已經(jīng)成功將Sub1A位點被嵌入印度一個高產(chǎn)秈稻品種Swarna中并成功表達(dá)。?

由于Sub1基因來源于水稻，將其直接應(yīng)用到轉(zhuǎn)基因玉米中具有表達(dá)量低、表達(dá)產(chǎn)物不穩(wěn)定、耐淹效果差等缺陷，因此，對水稻Sub1基因進(jìn)行改造，提供能在玉米中穩(wěn)定高效表達(dá)、顯著提高玉米耐澇性的基因序列是十分必要的，但是目前還未見相關(guān)報道。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種人工合成的提高玉米耐澇性的基因序列。?

本發(fā)明的再一的目的是，提供一種上述基因序列的用途。?

本發(fā)明的另一的目的是，提供一種重組載體。?

本發(fā)明的第四個目的是，提供一種遺傳工程化的宿主細(xì)胞。?

本發(fā)明的第五個目的是，提供一種制備轉(zhuǎn)基因植物的方法。?

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種人工合成的提高玉米耐澇性的基因序列，所述的基因序列選自下列中的一種：a）由SEQ?ID?NO.8所示的序列構(gòu)成的核苷酸序列；或b）與a）中所限定的核苷酸序列互補(bǔ)的核苷酸序列。?

為實現(xiàn)上述第二個目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：如上所述的基因序列在提高植物耐澇性中的應(yīng)用。?

為實現(xiàn)上述第三個目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種重組載體，所述的重組載體含有如上所述的基因序列。?

為實現(xiàn)上述第四個目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種遺傳工程化的宿主細(xì)胞，所述的宿主細(xì)胞：含有如上所述的重組載體；或其基因組中整合有外源的如上所述的基因序列。?

為實現(xiàn)上述第五個目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種制備轉(zhuǎn)基因植物的方法，所述的方法是把如上所述的重組載體導(dǎo)入植物細(xì)胞、組織或器官，并篩選出整合有如上所述的基因序列的植物細(xì)胞、組織或器官。所述的植物為作物。所述的植物為禾本科植物。所述的禾本科植物選自玉米、水稻、小麥、大麥或高粱。?

本發(fā)明優(yōu)點在于：本發(fā)明通過研究水稻和玉米密碼子使用情況，發(fā)現(xiàn)兩者在密碼子的使用上存在很大差異，利用密碼子偏好性，重新設(shè)計改造水稻Sub1基因，并人工合成了能在玉米中穩(wěn)定、高效表達(dá)的sSub1基因，將該基因?qū)胗衩字校@著提高了玉米的耐澇性，培育獲得新型耐澇玉米，為提高玉米產(chǎn)量提供強(qiáng)有力的保障。?