[發(fā)明專利]高粱抗逆性相關(guān)基因SbERECTA及其編碼蛋白與應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811087100.7
• 申請(qǐng)日: 2018-09-18
• 公開（公告）號(hào): CN109207452A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭甲成;劉婷;詹秋文;李杰勤;劉言龍;高麗;翟明明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽科技學(xué)院
• 主分類號(hào): C12N9/12
• 分類號(hào): C12N9/12;C12N15/54;C12N15/82;A01H5/00
• 代理公司: 蚌埠鼎力專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 34102
• 代理人: 王琪

本發(fā)明提供了一種高粱SbERECTA蛋白，其為：1)由SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)，或2)在SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列中經(jīng)取代、缺失或添加一個(gè)或幾個(gè)氨基酸且具有同等活性的由1)衍生的蛋白質(zhì)。本發(fā)明同時(shí)提供了編碼上述蛋白的基因SbERECTA，過(guò)表達(dá)所述基因可明顯提高植物的抗逆性，尤其是耐高溫性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基因工程領(lǐng)域，特別是涉及一個(gè)高粱抗逆性相關(guān)基因SbERECTA、其編碼蛋白及其在植物抗逆中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

高粱(Sorghum biocolor L.Moench)是畜牧業(yè)一種很好的飼草來(lái)源，既可做牧草放牧，又可刈割做青飼、青貯和干草。近年來(lái)，由于過(guò)度放牧，土壤風(fēng)蝕、水蝕、鹽堿化加重，以天然草地為主的草原畜牧業(yè)已沒(méi)有優(yōu)勢(shì)可言。發(fā)展飼用高粱，對(duì)緩解由于畜多草少而造成的草原生態(tài)環(huán)境失衡具有重要意義。我國(guó)主栽高粱品種遺傳資源豐富，主要性狀(生物產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量等)變異幅度大，挖掘和鑒定高粱關(guān)鍵功能基因，對(duì)培育生物產(chǎn)量高、抗逆性強(qiáng)的飼用高粱新品種，解決土地資源貧瘠地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展、畜牧業(yè)養(yǎng)殖、生物新能源開發(fā)等具有重要意義。

作物抗逆的機(jī)制是多基因參與的協(xié)同防御反應(yīng)，包括外界逆境信號(hào)感知和傳遞機(jī)制、逆境脅迫的分子響應(yīng)機(jī)制等。逆境會(huì)影響作物的各種生理生化過(guò)程，如抑制光合作用、改變細(xì)胞膜穩(wěn)定性、改變激素和次級(jí)代謝物合成，甚至導(dǎo)致植株死亡。因此，研究高粱抗逆的功能基因，對(duì)于增加高粱的光合效率，提高高粱的生物學(xué)產(chǎn)量具有重要意義。

ERECTA基因可以調(diào)控?cái)M南芥的氣孔發(fā)育，影響植株的蒸騰效率和光合效率，增加植株的耐熱性，是一個(gè)重要的功能基因。ERECTA蛋白是一個(gè)類受體激酶，主要參與調(diào)控植物的細(xì)胞分裂和組織發(fā)育。在擬南芥中過(guò)量表達(dá)ERECTA基因后，葉片氣孔密度降低，葉面積增大，水分利用效率(WUE)提高，株高增加，生物量顯著增加，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)ERECTA基因參與植物器官建成、細(xì)胞膨大和細(xì)胞間相關(guān)聯(lián)系。另外，ERECTA基因能影響二磷酸核酮糖羧化酶(Rubisco)的羧化速率和光電子轉(zhuǎn)移能力，調(diào)節(jié)植物的光合作用，從楊樹中克隆的PdERECTA基因轉(zhuǎn)入擬南芥，擬南芥氣孔密度降低，蒸騰效率增加，光合速率提高，生物量增加。ERECTA基因還參與了調(diào)控植物的抗病性，增強(qiáng)植株耐熱性，如對(duì)稻瘟病產(chǎn)生非寄主性的抗性，過(guò)量表達(dá)顯著提高番茄和水稻的耐熱性和生物量。因此，ERECTA基因不僅參與調(diào)控氣孔密度，影響植物的光合作用和生物量，又參與調(diào)控植物的抗病性和耐熱性，是一個(gè)多功能基因。然而，迄今為止，尚未見到飼草作物，如高粱、高丹草等有關(guān)該基因的報(bào)道。為了深入剖析高粱SbERECTA(SbER)基因功能，本研究對(duì)SbER基因進(jìn)行分離和初步的功能驗(yàn)證。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種高粱抗逆性相關(guān)SbERECTA蛋白。

其為：1)由SEQ ID No.1所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)(由982個(gè)aa組成)；或2)在SEQ ID No.1所示的氨基酸序列中經(jīng)取代、缺失或添加一個(gè)或幾個(gè)氨基酸且具有同等活性的由1)衍生的蛋白質(zhì)。

本發(fā)明的另一目的是提供編碼上述高粱抗逆性相關(guān)SbERECTA蛋白的SbERECTA基因。

SbERECTA基因具有SEQ ID No.2所示的核苷酸序列(由3210個(gè)核苷酸組成)。本發(fā)明的高粱抗逆性相關(guān)SbERECTA基因是從高粱中克隆到的一個(gè)基因。

應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明公開的氨基酸序列，在不影響其活性的前提下，取代、缺失和/或增加一個(gè)或幾個(gè)氨基酸，得到所述蛋白的突變序列。