[發(fā)明專利]ZmOST1蛋白及其編碼基因與在培育抗旱植物中的應用

在審

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• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN114644694A
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設計）人: 鞏志忠;王瑜;綦元鵬
• 申請（專利權）人: 中國農(nóng)業(yè)大學
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/82;C12N15/29;A01H5/00;A01H6/46
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權代理有限公司 11245
• 代理人: 張立娜

本發(fā)明公開了ZmOST1蛋白及其編碼基因與在培育抗旱植物中的應用。本發(fā)明提供的ZmOST1蛋白為氨基酸序列為SEQ ID No.1或?qū)⑵浣?jīng)過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且來源于玉米具有相同功能或與其具有80％以上同一性且來源于玉米具有相同功能的蛋白質(zhì)或在其N端和/或C端連接蛋白標簽后得到的融合蛋白。本發(fā)明在玉米B73中過表達ZmOST1后得到的陽性株系相比野生型抗旱性增強，本發(fā)明與傳統(tǒng)育種方式相比時間短，目的性強，本發(fā)明對于培育和改良抗旱植物新品種具有重要意義。

技術領域

本發(fā)明涉及生物技術領域，具體涉及ZmOST1蛋白及其編碼基因與在培育抗旱植物中的應用。

背景技術

我國一半以上玉米種植在西北、西南、華北和東北地區(qū)依靠自然降水的旱地上，水分流失快且降水變率也很大，嚴重影響玉米的生長。玉米是我國重要的糧食作物，其抗旱性研究對解決我國的玉米產(chǎn)量問題意義重大。

干旱可引起植物的滲透脅迫，植物體內(nèi)的滲透壓低于環(huán)境滲透壓(如土壤溶液)，植物體不能吸水甚至失水。滲透脅迫有兩條通路：依賴于ABA和不依賴于ABA的通路。當受到環(huán)境脅迫時，依賴于ABA通路中，產(chǎn)生ABA，PYL，PYR，RCAR是ABA受體，能與ABA結(jié)合。PP2C的蛋白磷酸酶的活性受抑制，使SnRK2具有激酶活性，可以磷酸化下游的轉(zhuǎn)錄因子等，從而調(diào)控下游逆境響應基因的表達，抑制氣孔張開，調(diào)控ABA的敏感性，以及產(chǎn)生其他的響應。不依賴于ABA通路中，DREB2A被磷酸化，從而調(diào)控下游逆境響應基因表達。旱脅迫能夠誘導植物體內(nèi)產(chǎn)生脫落酸(ABA)，它能夠及時的引導氣孔關閉而減少植物體內(nèi)水分的損失，同時它還能激活大量旱相關基因的表達從而造成植物的各種旱脅迫響應。ABA作為極其重要的植物激素，它在氣孔關閉和逆境響應基因的表達等方面發(fā)揮著關鍵的作用。

蔗糖非酵解相關蛋白激酶(sucrose non-fermenting-1-related proteinkinase,SnRK)是一類植物特有的絲氨酸/蘇氨酸(Ser/Thr)類蛋白激酶，在植物抗逆研究中扮演著重要的角色。干旱條件下，ABA激素水平會上升，然后與ABA受體PYR/PYL/RCARs結(jié)合，之后受體蛋白可以結(jié)合下游的磷酸激酶PP2C，抑制其蛋白磷酸酶的活性，進而釋放處于失活狀態(tài)的SnRK蛋白激酶。OST1(Open Stomata 1)是一種典型的SnRK蛋白激酶，最初是在蠶豆中發(fā)現(xiàn)，并且被命名為AAPK，該蛋白可以被ABA信號激活并且參與調(diào)控氣孔運動。在擬南芥中SnRK2家族有十個成員，命名為SnRK2.1-SnRK2.10，其中OST1為SnRK2.6。在玉米中有SnRK2家族有十二個成員，命名為SnRK2.1-SnRK2.12，其中OST1為SnRK2.8。

目前植物中已有一些SnRK家族蛋白功能研究的相關報道，但其在單子葉作物玉米中的作用還不清楚。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供ZmOST1蛋白及其編碼基因與在培育抗旱植物中的應用。

第一方面，本發(fā)明要求保護一種蛋白質(zhì)。

本發(fā)明要求保護的蛋白質(zhì)，來自于玉米(Zea mays L.)，命名為ZmOST1蛋白。具體可為如下任一：

(A1)氨基酸序列為SEQ ID No.1的蛋白質(zhì)；

(A2)將SEQ ID No.1所示的氨基酸序列經(jīng)過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且來源于玉米具有相同功能的蛋白質(zhì)；

(A3)與(A1)-(A2)中任一所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同一性且來源于玉米具有相同功能的蛋白質(zhì)；

(A4)在(A1)-(A3)中任一所限定的蛋白質(zhì)的N端和/或C端連接蛋白標簽后得到的融合蛋白。