[發明專利]水稻OsCTE3基因在增強植物耐冷性中應用

有效

• 申請號: 201510068002.9
• 申請日: 2015-02-10
• 公開（公告）號: CN104745540A
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 傅彬英;王文生;胡曉晨;黃立鈺;黎志康
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院作物科學研究所
• 主分類號: C12N9/00
• 分類號: C12N9/00;C12N15/52;C12N15/82;A01H5/00
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及生物技術領域中水稻E3泛素化連接酶基因OsCTE3在增強植物耐冷性中的應用。

背景技術

在水稻的整個生命周期中，經常受各種非生物脅迫和生物脅迫，這些嚴重影響植物的生長和發育，并會影響作物的產量和品質。而水稻作為主要的糧食作物，提高其抗逆性尤為重要，而發掘改善水稻抵抗非生物脅迫能力的基因將為水稻的抗逆分子機制研究和分子輔助育種奠定基礎。泛素-蛋白酶體途徑廣泛存在于真核生物中，主要包括泛素化系統和26S蛋白酶體系統兩部分。該途徑在維持細胞功能，細胞周期運轉，胚胎發育，激素響應，抵御環境脅迫和衰老等方面發揮著重要的作用。在泛素化系統中，關鍵酶主要包括泛素活化酶(Ubiquitin-activating?enzyme，E1)、泛素結合酶(Ubiquitin-conjugating?enzyme，E2)和泛素連接酶(Ubiquitin-protein?ligase，E3)。在水稻中E1基因有6個，E2及E2-like基因有49個，而E3基因則超過1300個。這些可能是由于在泛素化系統中，E3的功能主要是特異性地識別不同的泛素化底物，從而使泛素從E2蛋白轉移到特定的底物上。因此，E3被認為是該途徑識別目標底物的最主要成分。根據不同E3基因上的結構域，可將其分為兩大類：即單亞基E3和多亞基E3。單亞基包括具有HECT(homologous?to?E6-associated?protein?carboxyl?terminus)結構域的E3、含有環指狀(RING?finger)結構域的E3和含有U-box結構域的E3。

OsCTE3是一種含有RING-finger結構域的E3泛素連接酶基因，RING-finger結構域是指70個氨基酸中由半胱氨酸(C)和組氨酸(H)組成的8個氨基酸通過與鋅離子螯合作用C3H2C3(RING-H2)或C3H1C4(RING-HC)構型。Ring?finger結構域是RING結構域家族最典型的特點，而此結構域是E3具有泛素連接功能的最主要因素并且每一環指結構域連有兩個鋅離子，因為環指結構域維持其特定的構象需要鋅離子。E3活性依賴于環指結構域，并通過其與E2相連發揮蛋白質-蛋白質相互作用(PPIs)的功能。據統計在擬南芥和水稻中分別有426個和425個具有RING?finger結構域的E3基因，這在E3基因中占有相當高的比例。已被報道的許多E3連接酶都參與非生物脅迫響應，并在其中扮演重要的角色。例如SDIR1和RHA2a是依賴ABA信號通路的鹽脅迫和干旱脅迫響應的正調控因子；DRIP1和DRIP2?E3連接酶中含有DREB2A轉錄因子，它們則是干旱脅迫響應的負調控因子。

雖然近年來對于E3泛素化連接酶參與非生物脅迫應答反應的機制有了初步的研究，但是還遠遠不夠，其作用機制還不是太清楚，因此更多的參與植物非生物脅迫調控的泛素化連接?酶E3還有待鑒定和深入研究。

發明內容

本發明的目的是提供序列表中序列1所示的蛋白及其編碼基因(OsCTE3)。

本發明提供了序列表中序列1所示的蛋白及其編碼基因在增強植物耐冷性中的應用；所述蛋白的編碼基因為如下1)-4)中任一所述的基因；

1)序列表中序列2、3的自5′末端2第268位-1029位所示的DNA分子；

2)序列表中序列2、3所示的DNA和RNA分子；

3)在嚴格條件下與1)所示的DNA分子雜交且編碼所述蛋白的DNA分子；

4)與1)或2)所述的DNA分子具有90％以上的同源性且編碼所述蛋白的DNA分子。

含有序列表中序列2所示蛋白的編碼基因的重組表達載體在增強植物耐冷性中的應用也屬于本發明的保護范圍。

所述重組表達載體的構建過程中，在其轉錄起始核苷酸前加上4個Myc蛋白標簽，在pCUbi1390的多克隆位點間，即Ubiquitin啟動子后插入所述序列表中序列1所示蛋白的編碼基因得到的重組表達載體。

所述植物為單子葉植物-水稻，包括雙子葉植物。

本發明所提供的培育轉基因植物的方法，是將序列表中序列1所示的蛋白的編碼基因導入植物中，得到轉基因植物；所述轉基因植物與目的植物相比耐冷性增強。