[發明專利]二穗短柄草抗旱抗鹽基因及其編碼蛋白質與應用

有效

• 申請號: 201811253085.9
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109517827B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 何光源;楊廣笑;常俊麗;張揚;趙洪艷;何圓
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;C12N15/70;C12N1/21;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/82;C12N1/19
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 孫楊柳;曹葆青

本發明提供了一種二穗短柄草抗旱抗鹽基因編碼蛋白的應用。該基因的核苷酸序列為SEQ ID NO.1所示的序列或與SEQ ID NO.1所示的序列互補的核苷酸序列。該蛋白質由權利要求1所述的基因編碼得到，所述蛋白質的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。所述基因用于在提高植物對干旱和鹽脅迫的耐受性方面的應用。本發明所述基因調節植物通過透物質的積累，保持細胞水分；通過提高抗氧化酶系統活力，減少ROS積累，降低活性氧造成的細胞膜氧化損傷；通過在干旱下加快氣孔關閉，減少通過蒸騰作用損失的水分和提高脅迫相關基因的表達水平等途徑提高轉基因煙草的抗旱和抗鹽能力。并且該基因的轉基因煙草對干旱和鹽脅迫的耐受性依賴于ABA合成的調節和ABA信號通路。

技術領域

本發明屬于生物基因工程技術領域，特別涉及到二穗短柄草抗旱抗鹽基因及表達載體和其編碼蛋白質與應用。

背景技術

干旱、高鹽等不利環境通過影響植物的光合作用、脂質代謝與蛋白質合成代謝等過程影響植物的正常生長發育，并造成作物減產、品質下降。生態失衡和環境污染使植物的生長環境更加復雜，并不斷惡化，植物的正常生長受到嚴重威脅。因為不能像動物一樣通過自身移動到有利的位置來躲避環境脅迫，植物在進化過程中形成了在分子、細胞和生理水平上感知、傳遞和響應各種脅迫的完整系統。闡明植物抗逆機制，在此基礎上培育抗逆植物(作物)新品種的研究正日益受到人們的重視。與傳統育種方法相比，轉基因技術因為周期短、效率高等優點，被越來越多地應用到農業科學與實踐之中。近年來隨著生物信息學、基因組學、測序技術等的快速發展，越來越多的與植物抗逆相關的基因及基因家族被鑒定和克隆，為作物育種提供了良好的資源和理論基礎。

14-3-3作為接頭蛋白通過與被磷酸化了的靶蛋白相結合進而改變靶蛋白的定位、活性、穩定性等生理特性，在多種植物生命進程中發揮廣泛而重要的調節作用。14-3-3通過與蛋白互作可以參與調節基礎代謝，光信號通路，植物激素信號轉導等多種生理過程；越來越多的研究表明14-3-3在逆境脅迫應答中也發揮重要作用。近些年來，在擬南芥、大豆等物種中的研究表明，14-3-3蛋白通過調節氣孔運動、根部運動、激素信號、基礎代謝和應激反應等在干旱、鹽、冷、重金屬毒害等非生物逆境脅迫應答中發揮作用。

二穗短柄草是早熟禾亞科植物，具有基因組小、生長周期短、自花授粉、個體小、以及遺傳轉化操作簡便、突變體易獲得等特征，較水稻等其他模式植物，二穗短柄草更適合作為包括小麥、大麥在內的溫帶禾谷類作物功能基因組研究的模式植物。隨著2010年二穗短柄草二倍體株系Bd21基因組測序的完成，二穗短柄草作為一種新興的禾本科模式植物越來越受到關注。鑒定二穗短柄草抗逆基因并分析其功能有助于推動對小麥、大麥等農作物非生物脅迫響應相關基因的研究。在二穗短柄草中分離得到抗旱、抗鹽功能基因，為運用基因工程技術提高作物對干旱和鹽脅迫的耐受性，提供了更加豐富的抗逆優良候選基因。

發明內容

本發明提供了二穗短柄草抗旱基因BdGF14a及其表達載體和其編碼蛋白和應用，為作物抗逆尤其是抗旱、抗鹽提供了一種新的基因及應用。

按照本發明的第一方面，提供了一種植物抗旱抗鹽基因，該基因的核苷酸序列為SEQ ID NO.1所示序列或與SEQ ID NO.1所示序列互補的序列。

按照本發明的另一方面，提供了一種植物蛋白質，該蛋白質由權利要求1所述的基因編碼得到，所述蛋白質的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

優選地，該蛋白質在細胞核、細胞質和細胞膜中表達。

按照本發明的另一方面，提供了一種重組表達載體，該載體含有權利要求1所述的基因；

優選地，該載體還含有報告基因；

優選地，所述報告基因為綠色熒光蛋白基因。

按照本發明的另一方面，提供了一種工程菌，含有權利要求4所述的重組表達載體；

優選地，所述工程菌為大腸桿菌。