[發明專利]玉米ZmMPK11蛋白或其編碼基因在調節植物耐逆性中的應用

有效

• 申請號: 201810058730.5
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN110066773B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 任東濤;朱丹;常穎;李媛
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: C12N9/12
• 分類號: C12N9/12;C12N15/54;C12N15/82
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;白艷

本發明公開了玉米ZmMPK11蛋白或其編碼基因在調節植物耐逆性中的應用。本發明提供了提供的如下1)?3)中任一種物質在調控植物耐逆性中的應用：1)蛋白ZmMPK11；2)編碼蛋白ZmMPK11的DNA分子；3)含有編碼蛋白ZmMPK11的DNA分子的重組載體、表達盒、轉基因細胞系或重組菌；本發明通過實驗證明，本研究從玉米B73中克隆出ZmMPK11基因，通過農桿菌介導的愈傷轉化法將該基因轉入玉米自交系B73中，發現過表達該基因降低植株對高溫和干旱的耐受性，ZmMPK11可能在玉米對逆境脅迫的適應性中發揮重要作用。

技術領域

本發明屬于生物技術領域，涉及玉米ZmMPK11蛋白或其編碼基因在調節植物耐逆性中的應用。

背景技術

植物在長期的進化過程中，逐漸建立起一套完整的信號系統以感知和適應外界環境的變化，調控自身的生長和發育過程。在這個復雜的信號網絡中，由激酶介導的蛋白質磷酸化和磷酸酶介導的蛋白質去磷酸化過程扮演著非常重要的角色。這種可逆的蛋白質翻譯后修飾是調控細胞響應各種外源刺激信號的重要調節機制。有絲分裂原激活的蛋白激酶(Mitogen-Activated Protein Kinase,MAPK)級聯信號系統就是這種機制的重要代表。玉米是世界上重要的糧食作物之一，在農業和工業上占有重要地位，既是人類食品，又是畜禽飼料，也是工業原料。隨著全球人口增長，畜牧業迅速發展和用玉米加工液體燃料乙醇需求的迅速攀升，玉米的需求量大幅度增加。但是，低溫、鹽漬、干旱和病蟲害等各種生物與非生物脅迫嚴重影響玉米的生長發育和產量。因此，如何提高玉米對逆境的適應以及通過分子生物學手段改良玉米綜合抗逆性，培育抗逆新品種，已成為我國乃至世界農業持續高效發展的重大課題之一。已有研究表明MAPK級聯信號系統也存在于玉米中，只是相對于擬南芥、水稻等植物，玉米的MAKP級聯研究較少。挖掘玉米MAPK基因進行功能研究，不但推進了玉米MAPK家族成員研究的進展，而且具有廣泛的應用價值，可以為玉米抗逆轉基因育種提供潛在的候選基因。

有絲分裂原激活的蛋白激酶是真核生物體內重要的絲氨酸/蘇氨酸(Serine/Threonine,S/T)激酶系統，作為許多受體和感受器下游的重要的信號原件，MAPK級聯系統廣泛分布于真核生物中。MAPK級聯信號系統由MAPKKK、MAPKK和MAPK三級蛋白激酶組成。在信號傳遞過程中，當外源信號被感知激活MAPKKK后，通過將其下游的MAPKK保守區域中的絲氨酸(S)或蘇氨酸(T)磷酸化進而激活MAPKK。MAPKK處在級聯的中間位置，在級聯系統中起到承上啟下的作用，通過磷酸化MAPK的絲/蘇氨酸和酪氨酸殘基來激活MAPK。當MAPK被磷酸化后有3種可能的去向：(1)停留在細胞質中，激活一系列其他蛋白激酶；(2)在細胞質中使細胞骨架成分磷酸化；(3)進入細胞核內，通過使轉錄因子磷酸化，調控基因的表達。這樣的逐級磷酸化就形成了MAPKKK-MAPKK-MAPK信號傳遞通路。