[發明專利]與甘薯耐鹽相關蛋白IbTPS及其編碼基因與應用

有效

• 申請號: 201410007006.1
• 申請日: 2014-01-07
• 公開（公告）號: CN103725657A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 劉慶昌;翟紅;何紹貞;姜濤
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: C12N9/10
• 分類號: C12N9/10;C12N15/54;C12N15/11;C12N15/84;C12N1/21;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，尤其涉及一種與甘薯耐鹽相關蛋白IbTPS及其編碼基因與應用。

背景技術

目前世界耕地面積中至少有20%受到土壤鹽漬化的影響，并且有近50%可灌溉土壤也受到鹽漬化不同程度的影響。中國鹽堿土地的總面積超過3000萬hm²，其中已開墾的約600萬hm²，還有2000萬hm²以上鹽漬化土地等待開墾利用；此外，中國約有600萬hm²次生鹽漬化土壤，約占總耕地面積的10%。土地鹽漬化作為日益嚴重的環境問題之一，嚴重制約著農業作物的生產。因此，深入研究植物的耐鹽機理，培育耐鹽作物新品種是利用鹽堿地資源最經濟、有效的措施之一。

植物的耐鹽機理相當復雜，它涉及到生長發育、形態結構、生理特征以及代謝調節等諸多方面。植物在鹽脅迫條件下，會采用一定的策略去阻止或減輕鹽的危害，在長期的進化過程中，植物發展出了一系列的耐鹽機制。海藻糖(Trehalose)是一種非還原性二糖，廣泛存在于細菌、真菌、植物和動物中，它不僅是碳水化合物儲存物質，而且還具有保護生物細胞和生物活性物質在脫水、干旱、高溫、冷凍等不良環境條件下免遭破壞的功能。海藻糖-6-磷酸合成酶（trehalose-6-phosphate?synthase,TPS）參與了海藻糖的合成，首先由UDP-葡萄糖和6-磷酸葡萄糖在TPS催化下，合成海藻糖-6-磷酸（trehalose-6-phosPhate,T6P），然后再在海藻糖-6-磷酸磷酸酯酶（trehalose-6-phoshate?phosphatase,TPP）的催化下脫磷酸，最終生成海藻糖。植物中的TPS基因都以基因家族的形式存在。目前，TPS基因相繼在擬南芥、水稻、煙草、馬鈴薯和番茄等植物中被發現，研究表明，將海藻糖合成相關基因TPS在以上植物中過量表達均可以有效提高轉基因植物的耐鹽、抗旱性。

發明內容

本發明的一個目的是提供與甘薯耐鹽相關蛋白IbTPS及其編碼基因。

本發明所提供的與甘薯耐鹽相關蛋白，名稱為IbTPS，來源于甘薯（Ipomoea?batatas），如下（a）或（b）的蛋白質：

（a）由序列表中序列2所示的氨基酸序列組成的蛋白質；

（b）將序列表中序列2的氨基酸殘基序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且與植物耐逆性耐逆性相關的由（a）衍生的蛋白質。

上述序列2由859個氨基酸殘基組成。

上述蛋白中，所述一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加是指不多于十個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加。

編碼上述蛋白的DNA分子也是本發明保護的范圍。

上述DNA分子是如下1）-3）中任一種的DNA分子：

1）編碼區為序列表中序列1所示的DNA分子；

2）在嚴格條件下與1）所示的DNA分子雜交且編碼與植物耐逆性相關蛋白的DNA分子；

3）與1）的DNA分子至少具有90%、至少具有95%、至少具有96%、至少具有97%、至少具有98%或至少具有99%同源性且編碼與植物耐逆性相關蛋白的DNA分子。

上述序列1由2580個堿基組成，其開放閱讀框（ORF）為自5′末端第1-2580位堿基，編碼氨基酸序列是序列表中序列2所示的蛋白。

上述嚴格條件為：50℃，在7％SDS、0.5M?NaPO₄和1mM?EDTA的混合溶液中雜交，在65℃，0.1×SSC，0.1%SDS中漂洗；也可為：在6×SSC，0.5%SDS的溶液中，在65℃下雜交,然后用2×SSC,0.1%SDS和1×SSC,0.1%SDS各洗膜一次。

含有上述DNA分子的重組載體、表達盒、轉基因細胞系或重組菌也屬于本發明的保護范圍。

上述重組載體為將上述DNA分子替換掉表達載體pCBGUS中的gusA報告基因得到的載體。

在本發明的實施例中，上述重組載體具體為將序列表中序列1所示的DNA分子取代pCBGUS的BamH?I和Sac?I酶切位點間的小片段（gusA報告基因）得到的重組載體。

所述載體pCBGUS是通過包括如下步驟的方法得到的：

（1）將pCAMBIA1301載體經過HindIII和EcoRI雙酶切，回收11786bp載體大片段；