[發明專利]一種金柑FcSILP基因及其在提高植物抗逆性中的應用

無效

• 申請號: 201310437245.6
• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN103451191A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 劉繼紅;龔小慶;張靜燕
• 申請（專利權）人: 華中農業大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;C12N15/84;A01H5/00
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 王敏鋒

技術領域

本專利屬于植物基因工程領域。具體涉及一種從金柑（Fortunella?crassifolia）中分離得到的一個鹽誘導表達的小分子未知基因FcSILP，還涉及該基因在提高植物抗逆性中的應用，將該基因導入到植株中，獲得的轉基因植株對逆境的耐受性明顯提高。

背景技術

全球有超過8億公頃土地鹽漬化嚴重，我國也有大面積的鹽堿地,僅海岸帶、灘涂在內的鹽堿地就有一億多畝,且有逐年增加趨勢,加之受過量施肥及灌溉影響，農業用地次生鹽漬化嚴重（Munns?and?Tester,2008）。土壤中鹽分積累過多時，會對植物產生滲透脅迫并干擾植物體內離子平衡，阻礙植物有效吸收養分，嚴重制約植物的正常生長發育（Xiong?et?al.,2002;Parida?et?al.,2005;Zhu?et?al.,2001）。因此，鹽堿是影響作物生長發育和限制植物地理分布非常重要的因素之一。

在漫長的進化過程中，植物形成了復雜而特別的機制適應不同的逆境脅迫，包括生理、生化、細胞及分子水平上的調控（Krasensky?and?Jonak,2012）。植物細胞可以通過調整膜系統，改變細胞壁結構以適應不良環境。同時細胞能自主調節代謝途徑，積累代謝產物以維持細胞膨壓避免氧化傷害，例如脯氨酸、可溶性糖、甜菜堿和多胺等（Stewart?and?Lee,1974;Verbruggen?and?Hermans,2008;Székely?et?al.,2008;Livingston?et?al.,2009;Nishizawa?et?al.,2008;Fu?et?al.,2011a;Chen?and?Murata,2011;Capell?et?al.,2004;Shi?et?al.,2010)。逆境脅迫下，大量基因被誘導表達（Seki?et?al.,2003），其中一部分基因編碼功能蛋白，直接保護細胞免受傷害（Wang?et?al.,2011;Alcázar?et?al.,2011;Goel?et?al.,2011;Hong?et?al.,2000）；另一部分基因為調節基因，調控下游目的基因的表達，包括轉錄因子、蛋白激酶、泛素化等轉錄后修飾相關基因（Xie?et?al.,2010;Tsugama?et?al.,2012;Huang?et?al.,2011;Seo?et?al.,2012;Mao?et?al.,2011;Cui?et?al.,2012）。研究逆境響應基因，不僅能夠了解逆境響應機制，而且可以通過轉基因創造抗性增強的轉基因植物。大量研究表明，過量表達逆境響應基因能夠顯著增強植物的抗逆性（Fu?at?al.,2011b;Hao?et?al.,2011;Su?et?al.,2010）。

鹽脅迫下植物會過量吸收Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Cl^-等離子，影響細胞內的離子平衡，產生毒害作用。在過去的研究中，SOS途徑被認為是植物在鹽脅迫下調節離子動態平衡的關鍵途徑（Sanders,2000;Zhu,2000）。SOS途徑包括三個主要的組分：SOS1編碼細胞膜上的Na⁺/H⁺逆向轉運蛋白，負責鈉離子外排以及鈉離子從根至莖的長距離運輸(Shi?et?al.,2000;Shi?et?al.,2002)。SOS3編碼一個EF手臂樣的鈣離子結合蛋白，在鹽脅迫下作為鈣感受子起作用（Liu?and?Zhu,1998）。SOS2編碼一個絲氨酸/蘇氨酸類蛋白激酶（Liu?et?al.,2000）。鹽脅迫下，SOS3感受鈣離子信號的改變，并與SOS2形成復合體，激活SOS2。SOS2-SOS3激酶復合體磷酸化并激活SOS1的表達，將細胞內過量積累的Na⁺排出，維持胞內的離子平衡（Qiu?et?al.,2002;Qing?et?al.,2009;Huertas?et?al.,2012）。

在之前的研究中，我們發掘到一個多重逆境響應的EST，通過RACE技術擴增得到全長，發現其是一個功能未知的新基因，編碼一個小分子多肽產物，不含任何已知的保守結構域。研究發現鹽處理強烈誘導該基因的表達，是抗性育種中一個非常優良的基因資源。

發明內容

本發明目的在于提供了一種從金柑（Fortunella?crassifolia）中分離、克隆出一個受鹽誘導表達的小分子未知基因，申請人將其命名為FcSILP，其序列為SEQ?ID?NO.1所示。該基因編碼的蛋白質氨基酸序列為SEQ?ID?NO.2所示。