[發(fā)明專利]一種小鹽芥脫水素蛋白DH4及其編碼基因與應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380078595.6
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN105452277B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳文華;孫超;崔洪志
• 申請（專利權(quán)）人: 創(chuàng)世紀(jì)種業(yè)有限公司
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/63;C12N1/21;A01H1/00
• 代理公司: 北京北翔知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11285
• 代理人: 張廣育;姜建成

本發(fā)明公開了一個(gè)來源于小鹽芥的脫水素蛋白ThDH4、其編碼基因，以及在培育耐旱性提高的轉(zhuǎn)基因植物中的應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及植物蛋白及其編碼基因與應(yīng)用，特別是涉及一個(gè)來源于小鹽芥的脫水素蛋白DH4及其編碼基因，以及其在培育耐旱性提高的轉(zhuǎn)基因植物中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

溫度、鹽漬和干旱等逆境脅迫會(huì)對高等植物的生長發(fā)育造成嚴(yán)重危害，導(dǎo)致作物產(chǎn)量降低，品質(zhì)下降，嚴(yán)重威脅農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和自然環(huán)境。其中干旱對作物產(chǎn)量的影響，在諸多自然逆境中占首位，其危害相當(dāng)于其它災(zāi)害之和，是許多地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的瓶頸。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界干旱、半干旱地區(qū)占陸地面積的34％；我國干旱、半干旱地區(qū)約占國土面積的52％，年受旱面積達(dá)200-270萬公頃，全國灌溉區(qū)每年缺水約30億立方米，因缺水而少收糧食350-400億公斤；特別是我國主要產(chǎn)糧區(qū)如華北、東北和西北，是我國缺水最嚴(yán)重的地區(qū)，春旱頻繁達(dá)到十年九遇。

植物耐旱性大多屬于多基因控制的數(shù)量性狀，利用常規(guī)育種方法改良作物的抗旱性受到周期長、優(yōu)異種質(zhì)資源缺乏的限制。近年來的轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白組學(xué)和基因表達(dá)調(diào)控的研究初步揭示了植物干旱脅迫的作用分子機(jī)理。目前，利用干旱脅迫相關(guān)基因提高植物的抗旱能力，已經(jīng)成為植物抗逆分子生物學(xué)的研究熱點(diǎn)和植物抗逆基因工程重要的研究方向。

植物受到逆境脅迫時(shí)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)答反應(yīng)，以降低或消除逆境脅迫給植物帶來的危害。植物的這種應(yīng)答反應(yīng)是一個(gè)涉及多基因、多信號途徑及多基因產(chǎn)物的復(fù)雜過程。但就目前的研究狀況而言，由于其機(jī)制十分復(fù)雜，許多植物對逆境的生物化學(xué)和生理學(xué)響應(yīng)機(jī)制仍有待深入研究。在抗逆應(yīng)答基因的功能及表達(dá)調(diào)控方面的研究將對植物抗逆相關(guān)的信號傳遞途徑之間的聯(lián)系以及整個(gè)信號傳遞網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的研究提供重要的基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明人利用SSH(抑制差減雜交)與RACE(cDNA末端快速擴(kuò)增)相結(jié)合的方法克隆了小鹽芥的一個(gè)脫水素蛋白(本文命名為DH4)的編碼基因，并測定了其DNA序列。并且發(fā)現(xiàn)將其導(dǎo)入植物超量表達(dá)后，可明顯改善轉(zhuǎn)基因植株的耐旱性，而且這些性狀可穩(wěn)定遺傳。

本發(fā)明第一方面提供小鹽芥的一個(gè)脫水素蛋白DH4的編碼基因(本文命名為ThDH4)，其序列為SEQ ID NO：2。

本發(fā)明第二方面提供一種重組表達(dá)載體，其含有本發(fā)明第一方面所述的基因并且所述基因的核苷酸序列與所述表達(dá)載體的表達(dá)控制序列可操作地連接；優(yōu)選地，所述載體為附圖2所示的35S-ThDH4-2300載體。

本發(fā)明第三方面提供一種重組細(xì)胞，其含有本發(fā)明第一方面所述的基因或者本發(fā)明第二方面所述的重組表達(dá)載體；優(yōu)選地，所述重組細(xì)胞為重組農(nóng)桿菌細(xì)胞。

本發(fā)明第四方面提供一種改善植物耐旱性的方法，包括：將本發(fā)明第一方面所述的基因或者本發(fā)明第二方面所述的重組表達(dá)載體導(dǎo)入植物或植物組織并使所述基因表達(dá)；優(yōu)選地，所述植物是擬南芥。

本發(fā)明第五方面提供一種制備轉(zhuǎn)基因植物的方法，包括：在有效產(chǎn)生植物的條件下培養(yǎng)含有本發(fā)明第一方面所述的基因或者本發(fā)明第二方面所述的重組表達(dá)載體的植物或植物組織；優(yōu)選地，所述植物是擬南芥。

本發(fā)明第六方面提供本發(fā)明第一方面所述的基因、本發(fā)明第二方面所述的重組表達(dá)載體或者本發(fā)明第三方面所述的重組細(xì)胞用于改善植物耐旱性以及用于植物育種的用途；優(yōu)選地，所述植物是擬南芥。

本發(fā)明第七方面提供本發(fā)明第一方面所述的基因編碼的蛋白質(zhì)，其氨基酸序列如SEQ ID NO：1所示。

附圖說明

圖1是ThDH4的植物表達(dá)載體(35S-ThDH4-2300)的構(gòu)建流程(圖1a-1b)。

圖2是ThDH4的植物表達(dá)載體(35S-ThDH4-2300)的質(zhì)粒圖。