[發明專利]茶樹過氧化物酶體生物合成因子CsPEX11基因及其應用

有效

• 申請號: 201310428023.8
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN103525826A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 陸建良;劉陽;范方媛;劉暢;甘泉;鄭新強;梁月榮
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;C12N15/82;C12N15/84;A01H5/00
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 金祺

技術領域

本發明屬于茶樹基因工程領域，具體涉及一種茶樹葉片過氧化物酶體生物合成因子CsPEX11基因及其編碼蛋白，同時還涉及利用調節過氧化物酶體生物合成因子CsPEX11基因表達強度在茶樹低溫防御中的應用。

背景技術

植物正常生長狀態下體內活性氧自由基的產生與清除處于動態平衡之中，而在逆境脅迫下，體內自由基（超氧自由基O₂·-、羥自由基·OH等）和過氧化氫（H₂O₂）等大量積累，破壞了動態平衡，導致脂質過氧化，并危及正常生命活動。植物為了保證生命活動的正常進行，常通過各種抗逆代謝途徑的調節來抵御脅迫。

過氧化物酶體（Peroxisome）是一類參與光呼吸調節、脂肪酸β氧化、乙醛酸循環、氮素代謝及植物激素合成等多種重要生化反應的細胞器，普遍存在于真核生物體細胞內。植物體內存在大量過氧化物酶體，其內含有氧化酶、過氧化物酶和過氧化氫酶等多種酶類，是植物解除逆境因子和毒害的重要場所。過氧化物酶體在植物體內呈動態分布且對外界生物及非生物脅迫信號敏感，其數量和大小受到不同的環境、代謝和發育過程的影響。過氧化物酶體生物合成因子（Peroxin，PEX）是一類過氧化物酶體膜蛋白，對過氧化物酶體膜結構組裝、膜蛋白定位、基質蛋白輸入和過氧化物酶體分裂/增殖等均有重要調節作用，其中PEX11蛋白家族是調節過氧化物酶體增殖及維持穩態的膜延伸因子。

茶樹喜溫暖氣候，低溫不僅限制其生長，如果低溫出現的早春茶芽萌動季節，還會導致冷害和凍害的發生，嚴重時甚至造成春茶的絕收。因此，茶樹低溫防御研究具有重要意義。茶樹低溫防御一方面可以采用建防風林、小拱棚和大棚或者煙熏等栽培措施加以控制，另一方面，可通過耐低溫茶樹品種篩選等育種途徑來實現。常規的耐低溫品種的選育主要通過雜交、輻射誘變等途徑獲得，但由于耐低溫雜交親本本身較難獲得，而輻射誘變方向存在不確定性，往往使耐低溫品種選育效率偏低。如何通過現代分子生物學手段進行耐低溫等高抗性茶樹種質創新和新品種選育是目前乃至今后一段時間內茶學領域的重要研究方向之一。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種茶樹過氧化物酶體生物合成因子CsPEX11基因及其編碼蛋白，通過調節該基因表達可提高茶樹抵御低溫脅迫能力。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種茶樹葉片過氧化物酶體生物合成因子基因CsPEX11，為SEQ?ID?No：1所示的核苷酸序列。

本發明還同時提供了上述茶樹過氧化物酶體生物合成因子CsPEX11基因編碼的蛋白質，為SEQ?ID?No：2所示的氨基酸序列。

本發明還同時提供了上述茶樹過氧化物酶體生物合成因子CsPEX11基因的用途，用于構建轉基因茶樹，所述轉基因茶樹的抵御低溫脅迫能力得以增強。所述植物為茶樹、煙草。

本發明所述基因是應用消減雜交技術從茶樹冷誘導葉片與正常葉片中分離的差異基因片段，然后采用RACE技術獲得CsPEX11全長基因。該基因序列全長982bp，其開放閱讀框ORF長708bp，位于SEQ?ID?No：1中5’第61位至768位堿基，編碼一個由235個氨基酸殘基的蛋白質（766位至768位堿基為開放閱讀框的最后三個堿基為終止密碼子，不編碼氨基酸），如SEQ?ID?No:2所示。經與美國生物信息數據庫（http://www.ncbi.nlm.nih.gov/）比對證實，SEQ?ID?No：1所示的核苷酸序列與與蓖麻（登錄號為XP_002511795.1）、葡萄（登錄號為XP_002273596.1）等的過氧化物酶體生物合成因子PEX11基因序列具有82-85%的同源性。研究表明，PEX11蛋白家族是膜延伸因子，主要控制過氧化物酶體增殖及穩態維持；而且水稻（Oryza?sativa?L.）中PEX11蛋白家族成員在過氧化氫刺激、鹽脅迫和低氮脅迫過程中有不同的表達形式。檢索顯示，目前也尚未有葡萄和蓖麻過氧化物酶體生物合成因子基因功能及其表達分析等相關文獻，茶樹中也沒有過氧化物酶體生物合成因子相關基因等的公開資料。