[發明專利]Nfgdh抗旱基因、其編碼的氨基酸序列及其在提高植物抗旱性中的用途

有效

• 申請號: 201811285403.X
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109207490B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 葉水烽;高寧寧;羅利軍;高翔;徐海燕
• 申請（專利權）人: 上海市農業生物基因中心
• 主分類號: C12N15/31
• 分類號: C12N15/31;C07K14/195;A01H5/00;A01H6/46
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 胡永宏

本發明屬于基因工程領域，特別涉及Nfgdh抗旱基因、其編碼的氨基酸序列及其在提高植物抗旱性中的用途，Nfgdh抗旱基因來源于發狀念珠藻，其核苷酸序列如序列表SEQ ID NO.1所示，其編碼的氨基酸序列如序列表SEQ ID NO.2所示，用于提高植物特別是水稻的抗旱性。

技術領域

本發明屬于基因工程領域，特別涉及一種來源于發狀念珠藻的Nfgdh抗旱基因及其編碼的氨基酸序列，用于提高植物特別是水稻的抗旱性。

背景技術

發狀念珠藻(Nostoc flagelliforme)主要分布在北半球的干旱或半干旱的荒漠地區，經常受到極度干旱、較大溫差、高濃度鹽堿、營養缺乏、UV-B輻射等非生物因素的脅迫。脅迫因子可能會對細胞產生一系列的損傷，包括核酸損傷、蛋白質損傷、膜脂損傷等，從而擾亂正常的細胞代謝。經過長期的環境選擇和自身結構功能的適應，發狀念珠藻已經進化出一系列的生理生態和分子的機制來抵抗各種逆境。因此，發狀念珠藻已經成為研究逆境適應機制和發掘抗逆基因的最佳材料之一。

一般而言，大多數藍藻可以直接吸收環境中的銨，也可以通過特異的轉運蛋白，將環境中的氮源運轉至細胞內，再由細胞內特定的氧化還原酶將其轉換為銨。但不管通過哪個途徑，最終經由谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase,GS)和谷氨酸合成酶(glutamate synthase,GOGAT)的作用結合到碳骨架2-酮戊二酸(2-oxoglutarate,2-OG)上合成有機物(Muro-Pasto等2005)。也就是說，藍藻的氮同化代謝過程最終經GS-GOGAT循環與光合碳代謝相聯系。谷氨酰胺脫氫酶(Glutamate Dehydrogenase,GDH)可催化谷氨酸脫氨，使銨進入GS-GOGAT循環。

我國是個自然災害頻發的國家，水資源相對貧乏，在地理和時空上分布極不均勻，使我國的農業經常遭受干旱而造成糧食減產。水稻是我國最重要的糧食作物之一，其生產消耗掉我國近一半的淡水資源，提高水稻等農作物的節水抗旱性能，是保障我國糧食安全和生態安全，保障農業可持續發展的重大需求(Luo，2010)。目前轉基因技術已被廣泛應用到抗旱水稻的培育中，所采用的策略就是在水稻中表達干旱誘導或抗旱相關基因。因此，對發狀念珠藻抗旱基因的克隆和挖掘，并應用在生物基因工程上具有非常重要意義。

發明內容

鑒于此，本發明的目的是提供一種來源于發狀念珠藻的Nfgdh抗旱基因，基于發狀念珠藻干旱脅迫轉錄得到，其在干旱脅迫下表達量明顯上升(圖1)。

本發明的再一目的是提供上述Nfgdh抗旱基因在提高植物抗旱性中的用途，尤其是在水稻中的用途。

本發明的上述目的通過以下技術方案實現：

第一方面，Nfgdh抗旱基因，來源于發狀念珠藻，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，序列長度為402bp，具體為：