[發明專利]玉米ZmSAMDC基因及其應用

在審

• 申請號: 202010132236.6
• 申請日: 2020-02-29
• 公開（公告）號: CN111808875A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 關淑艷;金時酉;馬義勇;曲靜;劉思言;姚丹;王丕武;劉慧婧;江源;許越;費建博
• 申請（專利權）人: 吉林農業大學
• 主分類號: C12N15/60
• 分類號: C12N15/60;C12N9/88;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/46
• 代理公司: 北京棘龍知識產權代理有限公司 11740
• 代理人: 戴麗偉

本發明屬于植物生物技術領域，具體設計玉米ZmSAMDC基因及其應用。本發明提供了玉米ZmSAMDC基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1；本發明還提供了所述玉米ZmSAMDC基因參與低溫逆境中的應用。本發明為玉米抗冷性鑒定提供更多理論依據，為后續玉米抗逆機制的研究，抗冷種質資源的創新和利用奠定基礎。

技術領域

本發明涉及生物技術領域，具體涉及一種玉米ZmSAMDC基因及其應用。

背景技術

玉米是一年生禾本科草本植物，種植面積僅次于小麥，是世界第二大糧食作物。溫度是植物生長所必需的條件。低溫作為非生物逆境危害之一，嚴重影響玉米生長發育及產量。東北是我國玉米的主要產區，由于該地區晝夜溫差較大，非常適合玉米的生長。但東北地區積溫不足，冷害也時常發生導致玉米等農作物大面積減產，每年給農業造成巨大的經濟損失。然而常規育種方法并不能有效解決玉米抗脅迫能力，因此，利用植物生物技術將抗冷相關基因轉入到玉米植株中，能有效的緩解玉米抗脅迫能力，為培育抗冷性強的高產玉米提供理論依據。

多胺(Polyamines，PA)是一類含有兩個或更多氨基的含氮低分子化合物。也是一類具有生物活性的低分子脂肪族含氮堿。多胺普遍存在于植物的根、莖、葉、花、果實、種子、塊莖和胚中。植物體中的多胺主要以腐胺(Putrescine，Put)、亞精胺(Spermidine，Spd)、精胺(Sperrnine，Spm)等形式存在。由于多胺在生理pH下以多聚陽離子狀態存在，極易與帶負電荷的核酸和蛋白質相結合，參與DNA、RNA和蛋白質的生物合成。

S—腺苷甲硫氨酸脫羧酶(S－Adenosylmethionine decarboxylase，SAMDC)是多胺生物合成途徑中的三個關鍵酶之一。主要是通過調控植物體內多胺的含量來影響植物應答環境脅迫。在多胺合成途徑中，S－腺苷甲硫氨酸合成酶催化甲硫氨酸與ATP生物合成S－腺苷甲硫氨酸(SAM)，S－腺苷甲硫氨酸經過S－腺苷甲硫氨酸脫羧酶(SAMDC)催化，生成脫羧SAM，由Put與脫羧的SAM合成Spd和Spm。由此可知在多胺合成途徑中SAMDC是合成Spd和Spm的關鍵酶。

目前已經從許多植物中克隆得到了SAMDC基因，研究表明該家族多個成員的基因功能。如：MEHTA等為改善果實品質，增加果實保質期，利用酵母的SAMDC基因成功轉入番茄，從而提高了番茄內源PA的含量，并且加速了腐胺向亞精胺、精胺的轉化；在對低溫頓感型粳稻Yukihikari的冷脅迫過程中，OsSADMC基因表達水平顯著上升；Momtaz等從酵母中分離的SAMDC基因導入棉花莖尖，SAMDC基因提高了棉花體內精胺含量，同時轉基因植株耐寒性也得到顯著增強；羅健豪等通過提高SAMDC的表達量，最終得到了假儉草的耐旱性。根據前人的研究結果表明，SAMDC基因的表達受環境脅迫的影響，包括低溫脅迫、干旱脅迫、鹽脅迫等都能導致SAMDC基因的差異表達。

發明內容

本發明的目的在于提供玉米ZmSAMDC基因及其應用，以解決上述背景技術中提出的問題。

本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明提供一種玉米ZmSAMDC基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

本發明進一步保護編碼上述的玉米ZmSAMDC基因的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

本發明進一步保護包含上述玉米ZmSAMDC基因的載體。

本發明進一步保護上述的玉米ZmSAMDC基因在提高植物抗冷能力中的應用。

本發明具有如下有益效果：本發明為進一步了解SAMDC基因參與玉米低溫等逆境反應的分子機制奠定了基礎，轉SAMDC過表達載體植株與CK相比具有較強的抗冷能力，且進行表達量分析。可見，玉米的抗冷能力得到明顯提高。

附圖說明