[發(fā)明專(zhuān)利]NfOCP1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(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811285409.7
• 申請(qǐng)日: 2018-10-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109295075B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉水烽;高寧寧;吳金紅;羅利軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海市農(nóng)業(yè)生物基因中心
• 主分類(lèi)號(hào): C12N15/31
• 分類(lèi)號(hào): C12N15/31;C12N15/82;C07K14/195;A01H5/00;A01H6/46
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 胡永宏

本發(fā)明屬于基因工程領(lǐng)域，特別涉及NfOCP1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，NfOCP1抗旱基因來(lái)源于發(fā)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(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于基因工程領(lǐng)域，特別涉及一種來(lái)源于發(fā)狀念珠藻的NfOCP1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(shù)

發(fā)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(qū)，經(jīng)常 受到極度干旱、較大溫差、高濃度鹽堿、營(yíng)養(yǎng)缺乏、UV-B輻射等非生物因素的脅迫。脅迫因 子可能會(huì)對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生一系列的損傷，包括核酸損傷、蛋白質(zhì)損傷、膜脂損傷等，從而擾亂正 常的細(xì)胞代謝。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的環(huán)境選擇和自身結(jié)構(gòu)功能的適應(yīng)，發(fā)狀念珠藻已經(jīng)進(jìn)化出一系列 的生理生態(tài)和分子的機(jī)制來(lái)抵抗各種逆境。因此，發(fā)狀念珠藻已經(jīng)成為研究逆境適應(yīng)機(jī)制和 發(fā)掘抗逆基因的最佳材料之一。

在強(qiáng)光下，藍(lán)藻容易遭受光氧化脅迫。單線態(tài)氧是光氧化脅迫的主要活性氧形式，具有 很高反應(yīng)性，攻擊和氧化蛋白質(zhì)、脂類(lèi)和核算，特別能激發(fā)光合系統(tǒng)PSII中D1蛋白的降解， 產(chǎn)生光氧化損傷及光抑制現(xiàn)象(Kirilovsky,2015)。在植物中，類(lèi)胡蘿卜素可以直接作為單 線氧的底物，從而減少光合反應(yīng)中心的單先陽(yáng)濃度，緩解光氧化脅迫。在藍(lán)藻中，主要由橙 色類(lèi)胡蘿卜素蛋白(Orange Carotenoid Protein,OCP)來(lái)完成(Kirilovsky,2015)。在自然條 件下，晴天中午植物上層葉片常常發(fā)生光抑制，當(dāng)強(qiáng)光和其他環(huán)境脅迫因素，如干旱、高溫 等同時(shí)存在，光抑制加劇，即使在低光強(qiáng)下也會(huì)發(fā)生。

我國(guó)是個(gè)自然災(zāi)害頻發(fā)的國(guó)家，水資源相對(duì)貧乏，在地理和時(shí)空上分布極不均勻，使我 國(guó)的農(nóng)業(yè)經(jīng)常遭受干旱而造成糧食減產(chǎn)。水稻是我國(guó)最重要的糧食作物之一，其生產(chǎn)消耗掉 我國(guó)近一半的淡水資源，提高水稻等農(nóng)作物的節(jié)水抗旱性能，是保障我國(guó)糧食安全和生態(tài)安 全，保障農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大需求(Luo，2010)。目前，轉(zhuǎn)基因技術(shù)已被廣泛應(yīng)用到抗旱 水稻的培育中，所采用的策略就是在水稻中表達(dá)干旱誘導(dǎo)或抗旱相關(guān)基因。因此，對(duì)發(fā)狀念 珠藻抗旱基因的克隆和挖掘，并應(yīng)用在生物基因工程上具有非常重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種來(lái)源于發(fā)狀念珠藻的NfOCP1抗旱基因，基于發(fā)狀念 珠藻干旱脅迫轉(zhuǎn)錄得到，其在干旱脅迫下表達(dá)量明顯上升(圖1)。

本發(fā)明的再一目的是提供上述NfOCP1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(fā)明的上述目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

第一方面，NfOCP1抗旱基因，來(lái)源于發(fā)狀念珠藻，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示， 序列長(zhǎng)度為441bp，具體為：

ATGACTTACACAGCTGATGAAGCAACAAAACCAGCTTTAGAAACTTTTCAAGGCTTTGA TGTAGATACTCAGCTAGCCCTACTTTGGTTCGGTTATCTTGATCTTAAAGAGCAGCTAAA CCCAGCACCTCCTGAAAGCGTAGAAGCTATAGCTAAAGCAGTGTTTGACCAAATCCAAG AGTTGTCTCAAGAAGAGCAACTGCAAGCACAACGGGACATTATTAATGGTGCAAGCCA AACCTATAATAGTCTAAGTCCCAATGCTAAATTAGACGTTTGGCTACTGCTGGCACAAGG AATGGACAATGGAAGCGTCATCCAAGTACCGTCCGACTATCAACTACCTGGTGAAACGG ATGAATTTGTCGCATTGATCAAAAAGCTAGAGTTTGAGCAGCGCGTTAATTTTATGTTGA GTGTGGTGCAAGGGTTCGGTAGTTAA；其編碼的氨基酸序列為146個(gè)，如SEQ ID NO.2 所示，具體為：