[發明專利]一種雜交鵝掌楸LhMKK2基因及其表達蛋白和應用

有效

• 申請號: 201410587281.5
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN104293808B
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 施季森;趙芳芳;陳金慧;王鵬凱;郝兆東;閆珊;施帥男;孟巖;陸葉
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: C12N15/54
• 分類號: C12N15/54;C12N9/12;C12N15/84;A01H5/00
• 代理公司: 南京申云知識產權代理事務所(普通合伙)32274
• 代理人: 邱興天

技術領域

本發明屬于植物基因工程技術領域，具體涉及一種雜交鵝掌楸LhMKK2基因及其表達蛋白和應用。

背景技術

雜交鵝掌楸是南京林業大學著名林木遺傳育種學家葉培忠教授等人利用中國馬褂木（L.chinese（HEMSL.）Sarg）與北美鵝掌楸（L.tulipifera Linn.）雜交試驗獲得的種間雜交種，具有明顯的雜種優勢。雜交鵝掌楸因其生長速度快，抗病蟲害強，材質紋理細膩，葉形奇特，生長速度快，是集荒山造林、工業用材、園林觀賞的優良樹種，也被用于庭院綠化，造林和用材樹種，市場潛力大。目前雜交鵝掌楸主要通過扦插、嫁接等傳統無性繁殖方法及人工雜交的有性繁殖方式進行繁殖，但因為受到季節和雜交制種效率的影響，限制了優良雜種植株的繁殖，傳統的育苗繁殖方式，速度緩慢，優良種苗數量遠遠供不應求，影響雜交鵝掌楸的應用及推廣。陳金慧等以雜交鵝掌楸未成熟胚為培養材料，在固體培養基上成功誘導體細胞胚，建立了體細胞胚胎發生技術，并成功進入后期工廠化生產，從根本上提高了傳統育種方法的緩慢育苗速度和方式。通過后期研究的不斷優化，完善了雜交鵝掌楸胚性細胞的懸浮培養體系，為開展高等木本植物的生長、發育、調控途徑和抗逆性等基礎實驗研究，提供了大量技術基礎和試驗材料基礎。

促分裂原活化蛋白激酶（Mitogen-Activated Protein Kinase，MAPK）級聯路徑在真核生物中高度保守，是介導植物細胞外信號傳遞至細胞內引起細胞響應的重要信號轉導路徑，在細胞分化和發育過程中，激素，多種生物和非生物脅迫中發揮重要作用。MAPK通路通常由三種三級級聯激酶參與信號轉導，包括促分裂原活化蛋白激酶的激酶之激酶（mitogen-activated protein kinase kinase kinases，MAPKKK，簡稱MEKK）；促分裂原活化蛋白激酶的激酶（mitogen-activated protein kinase kinases，MAPKK，簡稱MEK或MKK）以及促分裂原活化蛋白激酶MAPK，依次通過逐級磷酸化激活下游信號，將細胞外部多種類型刺激信號傳遞至細胞核內，進而引起細胞響應，參與介導細胞的生長、發育、分裂、分化、凋亡等多種過程，甚至生長素、脫落酸、乙烯和細胞分裂素的代謝，協同參與植物逆境脅迫響應。因此，二級級聯激酶MAPKK家族參與植物的生長發育，激素信號轉導，以及植物抗逆性脅迫響應過程。

目前，通過對擬南芥基因組序列分析，已鑒定出80個MAPKKK基因，10個MAPKK基因，20個MAPK基因，這些基因也廣泛存在于其它植物基因組中。比如，楊樹中已鑒定出21個MAPK基因和11個MAPKK基因，水稻中有15個MAPK基因和8個MAPKK基因，75個MAPKKK基因。另外，目前已在許多物種中分離到MAPKK家族基因，如小麥，油菜，水稻，歐芹，煙草等。

發明內容

發明目的：針對現有技術中存在的不足，本發明的目的是提供一種雜交鵝掌楸MKK2基因。本發明的另一目的是提供一種上述雜交鵝掌楸LhMKK2基因的表達蛋白。本發明還有一目的是提供雜交鵝掌楸LhMKK2基因在雜種鵝掌楸抗逆性分子育種中的應用。

技術方案：為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：

一種雜交鵝掌楸LhMKK2基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

所述的雜交鵝掌楸LhMKK2基因的表達蛋白，其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

所述的雜交鵝掌楸LhMKK2基因在雜交鵝掌楸抗逆性分子育種中的應用。

所述的含有雜交鵝掌楸LhMKK2基因的載體或宿主細胞。

MAPKK家族基因在MAPK級聯路徑中起“承上啟下”的作用，是上下游信號轉導通路的交叉點，擬南芥中，MKK2基因參與茉莉酸、水楊酸等激素信號轉導過程，以及MEKK1-MKK2-MPK4/MPK6；MKK2-MPK4級聯路徑，是對低溫、鹽脅迫應答信號轉導的組成部分，也參與植物的生長發育過程。本發明是在已建立成熟的雜交鵝掌楸體胚發生體系的基礎上，同源克隆促分裂原活化蛋白激酶之激酶LhMKK2基因全長。

有益效應：與現有技術相比，本發明是在已建立的完善的雜交鵝掌楸體細胞胚胎發生體系的基礎上，通過對雜交鵝掌楸MAPKK家族基因的克隆與鑒定，基因的表達分析，基因的遺傳轉化等手段，分析驗證其功能，證明了雜交鵝掌楸LhMKK2基因參與植物體細胞胚胎發生過程，過表達LhMKK2基因能夠提高植株對鹽脅迫響應的抗性，影響植株的生長發育，因此可用于提高植株的抗逆性脅迫響應，為雜交鵝掌楸的抗逆性分子育種提供依據，有很好的工業應用前景。