[發明專利]一種植物抗旱相關蛋白TaRBP2及其編碼基因和應用

有效

• 申請號: 201410117687.7
• 申請日: 2014-03-27
• 公開（公告）號: CN104292318B
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 高世慶;趙昌平;唐益苗;楊濤
• 申請（專利權）人: 北京市農林科學院
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/82;C12N5/10;A01H5/00
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司11318
• 代理人: 高宇

技術領域

本發明涉及基因工程領域，具體地，本發明涉及一種植物抗旱相關蛋白TaRBP2及其編碼基因和應用。

背景技術

小麥作為我國重要的糧食作物之一，在國民經濟中占有非常重要的地位。然而，每年因干旱、鹽堿等逆境脅迫條件對我國小麥造成的減產約800億公斤，嚴重影響著小麥的產量和品質，制約著我國小麥糧食安全。隨著現代分子生物學的發展，利用基因工程技術從分子水平上深入研究植物與非生物逆境之間的關系，揭示植物對逆境脅迫信號傳導及基因表達調控分子機理，為培育作物抗逆新種質提供了理論基礎。

真核生物基因表達是一個被高度調控的過程，其主要涉及到三方面：轉錄、轉錄后及翻譯后。基因表達調控首先就是在轉錄水平，主要是一些轉錄因子參與調節在各種內外環境刺激下特定基因RNA的合成。另外，就是在蛋白質水平的翻譯后調控，如激酶磷酸化、泛素連接酶等被公認為能在時空上控制細胞內功能蛋白的產生。然而，對于介于上述兩方面之間的轉錄后調控的認識還特別少。近幾年，通過研究低等真核生物如酵母、克氏錐蟲等越來越多的發現表明：轉錄后調控RNA的作用因子為一系列RNA結合蛋白（RNA-Binding Proteins,RBPs）。

RBPs在mRNA存在的各個主要環節中都發揮著重要作用，如mRNA的剪接、RNA轉運、RNA穩定性與講解、細胞內定位、翻譯調控、多腺苷化作用及序列編輯等。在細胞核內RBP結合在mRNA前體（Pre-mRNA）上調節促進內含子的剪切及拼接形成成熟的mRNA；RBP還能調節成熟mRNA從細胞核轉運到細胞質；RBP能調節mRNA識別定位目標，如mRNA識別定位線粒體；RBP還參與調控mRNA的穩定性，調節mRNA的退化；在調控mRNA的翻譯過程中RBP也發揮重要作用。在這些復雜過程中RNA結合蛋白通過與RNA相互作用形成核糖核蛋白復合體(Ribonucleoprotein Complex)，直接或間接地參與了這些過程。RNA結合蛋白種類很多，估計占細胞編碼蛋白的6-8%，但迄今為止只有為數不多的幾種RBP，如HuR、AUF1、TTP、T1A1及CUGBP2等被證實可特異參與mRNA拼接、穩定性、翻譯和其他層面的基因調控。

RBP具體參與細胞內外調控信號共同作用來調節mRNA形成的各個環節是非常復雜的（如圖1-2）。例如RBP家族成員之一的sam68，介導細胞外信號作用下RNA的選擇性剪接，如佛波酯處理的T細胞中CD44拼接改變。SAM68的RNA結合活性通過磷酸化和調控其與其它蛋白的相互作用來調節，如佛波酯處理的T細胞刺激RAS/MAP激酶通路，激活ERK磷酸化Sam68，誘導CD44選擇性剪接。Sam68除調節轉錄后基因表達的作用外，還與轉錄因子如CBP相互作用來調節基因表達。Sam68的KH結構域出現在細胞有絲分裂間期的G1向S過渡以刺激阻止有絲分裂。

RBPs基因家族在植物生長發育等多種生理活動中發揮重要的調控作用，其作用于基因表達調控過程的轉錄后調控，這類基因控制生成的RBPs與相關的RNA相互作用形成核糖核蛋白復合體（Ribonucleoprotein Complex，RNP Complex），從而直接或間接地參與mRNA的代謝調控^[8-10]。眾多的RBPs氨基酸序列有一定的同源性，目前已經發現許多RNA結合結構域（RNA-binding domain，RBD），包括RNA識別基序（RNA Recognition Motif，RRM）、KH結構域、鋅指結構（Zine finger）、RGG box、DEAD/DEAH box、Pumilio/FBF(PUF)、雙鏈RNA結構域（double-stranded RNA bindingdomain,dsRBD）、富含精氨酸基序（Arginine-rich motif）、Sm-protein模體等^[11]。這些結構域各自具有特定的保守序列及不同的功能，一些RBP含有1個或者多個相同結構域拷貝，而另外一些RBP則含有2個或者更多不同的結構域。