[發明專利]油菜抗寒基因BnTR1及其編碼蛋白與應用

有效

• 申請號: 202010068209.7
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111454964B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 呂艷;黃涌;羅丹;張學昆;程勇;鄒錫玲;陸光遠
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院油料作物研究所
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;C12N15/82;C12N15/11;A01H5/00;A01H6/20
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所(普通合伙) 42001
• 代理人: 江麗麗

本發明公開了一種油菜抗寒基因BnTR1及其編碼蛋白與應用，該基因的cDNA序列如SEQIDNO.2所示，其編碼的蛋白質的氨基酸序列如SEQID NO.3所示，將BnTR1基因轉入野生型擬南芥中，抗寒鑒定結果表明，轉化BnTR1基因的擬南芥株系在寒害處理下可正常生長，未出現枯黃或者死亡的表型，存活率顯著高于野生型。因此，基因BnTR1對培育抗寒植物品種具有重要意義。

技術領域

本發明屬于植物基因工程技術領域，具體涉及一種來源于油菜的抗寒基因BnTR1及其編碼蛋白與應用。

背景技術

油菜是中國第二大油料作物，僅次于大豆。它肩負著我國植物油供給的重任，所產菜籽油占國產油料作物產油的57％以上。目前中國油料作物自給率不足40％，每年仍需從國外進口大量油菜籽，因此油菜發展不僅對中國農業生產和國民經濟有重要影響，而且對國家油料供應安全也具有重要意義。

我國冬油菜區油菜面積占全國油菜總面積90％以上，主要種植在長江流域，該地區以水稻種植為生產中心，實行稻油輪作的耕作制度。直播油菜適宜播期為10月中上旬，適期播種能保證油菜幼苗充分利用冬前溫光資源達到較大的生物量，為越冬以后各生育期奠定基礎。因此生長溫度是影響油菜苗期生長、光合效率、產量的重要因素。目前由于優質稻生育期的延長，油菜的播種期推遲，導致越冬前油菜生長的有效積溫下降，植株生長緩慢，容易遭受低溫傷害。極端溫度脅迫包括冷害(0-15℃)和寒害(0℃)脅迫，可導致作物光合作用減弱、生物量積累減緩、產量下降。為應對生產上播期推遲引起的不量影響，油菜抗寒性已經成為育種家們關注的重點，油菜抗寒性改良也成為抗性育種的重要目標之一。

油菜是喜涼作物，但抗寒基因挖掘及分子機制研究相對較少，缺少關鍵的分子標記，油菜抗寒改良也迫切需要豐富的基因資源。拓撲酮還原酶(Topotone reductase)是一類參與生物堿代謝的酶類，遺傳和生化研究發現該基因的表達可以激活一系列抗逆反應，克隆該蛋白并進行功能性研究，為油菜抗寒性改良提供理論基礎與基因資源。

發明內容

本發明的目的是提供一種可提高植物抗寒性的基因BnTR1及其編碼蛋白與應用，超表達該基因可以有效提高寒害處理后植株的存活率，對油菜抗寒性品種改良有重要意義。

為了實現上述目的，本發明采取以下技術方案：

通過對油菜抗寒相關性狀進行關聯分析，獲得與油菜抗寒相關聯的基因BnTR1，申請人以油菜葉片為材料，分離出BnTR1基因，該基因的cDNA如SEQ ID NO.2所示，編碼的蛋白質的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示，由262個氨基酸組成。將該基因構建表達載體，轉化到擬南芥野生型中，可以顯著提高轉基因植株的抗寒性。本發明所述基因可以通過基因工程的方法，應用于品種抗寒性遺傳改良。

本發明與現有技術相比，具有以下優點和效果：

首次從油菜中克隆到一個新的抗寒基因，將本發明所提供的BnTR1基因導入野生型擬南芥中，抗寒鑒定結果表明轉化BnTR1基因的擬南芥株系在寒害處理下，存活率顯著高于野生型。同時BnTR1的分子量為789bp，編碼的蛋白質含有262個氨基酸，易于開展植物遺傳轉化實驗。本發明中抗寒基因的獲得為抗寒品種的培育提供了珍貴的基因資源，對解析植物抗寒分子機制有重要意義。

附圖說明

圖1為BnTR1基因cDNA編碼序列的擴增產物電泳圖。M：Plus2K Marker；1、2為BnTR1基因PCR產物。

圖2為BnTR1基因在野生型擬南芥植株和轉基因擬南芥植株(也可稱過表達植株)中的表達分析。WT為擬南芥野生型，L1、L2、L3為三個獨立的轉化BnTR1基因的擬南芥純合株系。