[發明專利]CYP71A1基因在耐逆基因工程中的用途

在審

• 申請號: 201810305547.0
• 申請日: 2018-04-08
• 公開（公告）號: CN108586591A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 馬欣榮;王艷;陶向;欒威
• 申請（專利權）人: 中國科學院成都生物研究所
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/82
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本發明公開了一個植物耐逆性相關的基因及其編碼蛋白與應用。本發明提供的耐逆基因為細胞色素P450基因家族的CYP71A1，尤其是從青海冷地早熟禾(Poa crymophila Keng.Cv.Qinghai)中獲得的PcCYP71A1。本發明公開的耐逆基因CYP71A1、該基因的編碼蛋白、含有該基因序列的重組載體、表達盒、轉基因細胞系或重組菌，均可用于調控植物耐逆性或培育耐逆植物，應用前景良好。

技術領域

本發明屬于生物技術領域，具體涉及到CYP71A1基因在耐逆基因工程中的用途。

背景技術

已知基因新功能的發掘利用，以及未知基因的功能研究，為拓展基因資源庫及有效利用基因資源提供重要的依據，是基因功能研究的重要方向之一。干旱和土壤鹽害是威脅全球農業生產最重要的逆境因子。加之氣候變化、環境破壞使近年來干旱低溫冷凍等極端天氣加劇，使受干旱、鹽害面積不斷擴大，作物生產受到極大威脅。抗逆植物新材料的培育是一個持續而長久的課題，抗逆基因的發掘及利用具有重要意義。

細胞色素P450(Cytochrome P450，簡稱CYP450，P450)是一類具有多種功能的血紅素氧化酶系，可以與內質網、線粒體、質體、高爾基體等細胞器膜結合，因其還原型與CO結合后在波長450nm處有最大吸收峰而得名。截止2017年，已鑒定了50000多個P450蛋白【http://en.wikipedia.org/wiki/Cytochrome_P450】。CYP450編碼一個龐大的超基因家族，廣泛存在于動物、植物、細菌、真菌等細胞內。在植物體內，大約1％的蛋白編碼基因為P450基因【Review,Ghosh S，2017】，是高等植物中最大的酶蛋白家族。細胞色素P450基因功能主要可歸為兩大類：1)參與生物合成途徑；2)參與生物解毒途徑。它們廣泛地催化單加氧/羥基化反應，合成多種初級和次生代謝產物如苯丙烷類，生物堿，萜類，脂肪酸，生氰糖苷，硫甙類和植物激素等，在植物抵抗病蟲害及生產重要藥用價值的天然化合物中，具有重要作用。它們也參與許多外源性物質包括除草劑、農藥等的生物氧化，分解這些有毒物質，使植物可以有效抵抗有毒逆境的脅迫。

在植物基因工程P450基因的應用中，目前仍然多集中在生產具有重要醫藥價值的天然化合物【Villa-Ruano,et al.，2015；Takemura T,et al.，2010】，提高植物對病原菌的抗性【Xu et al,2015；Griebel T&Zeier J，2010】，提高植物解毒能力如培育抗除草劑新材料【Xia XJ et al， 2009；Busi R,et al 2010】，以及培育能清除污染環境的修復植物【VanAken B,2009】等方面。我們將一個來自番茄的P450基因CYP710A11導入到目的植物中，能顯著提高轉基因植株的抗逆能力，并申請獲得專利【ZL201010514729.2】。

目前關于CYP71家族基因的功能尚不十分清楚。成員CYP71A1基因最早從鱷梨(Persea americana)的果皮中克隆得到，該基因與組織的成熟有關【Bozak et al.1990】。迄今，還沒有關于CYP71A1基因是否具有調節植物抗逆境脅迫功能的報道，亦沒有在提高植物抗逆境脅迫中應用的報道。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種植物耐逆性相關基因、蛋白與應用。

本發明提供了如下任一種物質在調控植物耐逆性或培育耐逆植物中的用途；

1)CYP71A1基因；

2)CYP71A1基因的編碼蛋白；

3)含有CYP71A1基因序列的重組載體、表達盒、轉基因細胞系或重組菌。

其中，所述耐逆為耐干旱、高滲透、鹽和/或低溫。

本發明試驗中低溫用10℃；高鹽用NaCl濃度200mmol/L；高滲透用甘露醇200mmol/L；干旱條件為人工控水20d或人工控水30d。