[發明專利]提高桑樹抵御干旱脅迫的NCED基因及其構建和用途

在審

• 申請號: 202110263289.6
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN112980853A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 劉丹;邱長玉;林強;朱方容;朱光書;唐燕梅;崔秋英;韋偉;張朝華;李韜;盧德;石華月;陳芳;林強軒
• 申請（專利權）人: 廣西壯族自治區蠶業技術推廣站
• 主分類號: C12N15/53
• 分類號: C12N15/53;C12N9/02;C12N15/82;C12N15/66;A01H5/00;A01H6/00
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 鄧雪明

本發明公開了提高桑樹抵御干旱脅迫的NCED基因，所述NCED基因為如下(a)、(b)、(c)或(d)的堿基序列：(a)如SEQ ID NO:1所示；(b)如SEQ ID NO:2所示；(c)編碼如SEQ ID NO:3或4所示的氨基酸序列的核苷酸序列；(d)在嚴謹雜交條件下與(a)或(b)限定的核苷酸序列雜交的核苷酸序列。本發明還公開了重組載體、宿主細胞和構建方法、桑樹NCED基因于提高桑樹抵御逆境脅迫、桑樹抗旱新品種的培育和/或科學研究中的用途。本發明為研究桑樹ABA代謝合成機制奠定基礎，為通過基因工程調控植物體內ABA的代謝和積累提供基因源，從而為提高桑樹的抗旱性提供一個理論基礎。

技術領域

本發明屬于基因工程領域，涉及一種提高桑樹抵御干旱脅迫的NCED基因及其構建和用途。

背景技術

桑樹(Morus L.)是重要的經濟作物，屬于桑科桑屬，在我國不同地方均有種植。桑樹是一種重要的經濟作物，桑葉不僅用于養蠶，桑樹中還含有很多有益成分，如酚類物質、生物堿、多糖等。桑樹中的DNJ和多糖都有降血糖的功能。不僅如此，桑樹還是重要的生態林樹種，能在干旱和鹽堿地區種植，從而可以用于石漠化和鹽堿化土地的治理，同時還能用于重金屬污染土壤的修復，所以提高桑樹對干旱脅迫的耐受力具有重要意義。

類胡蘿卜素是廣泛分布于自然界的一種色素，同時也是合成多種活性物質的前體，而類胡蘿卜素裂解雙加氧酶(carotenoid cleavage dioxygenases，CCDs)在這個過程中起到了重要作用。CCDs家族包括CCDs和9-順式環氧類胡蘿卜素雙加氧酶基因(9-cis-epoxycarotenoid dioxy genase，NCEDs)兩個亞家族。在擬南芥中，CCDs家族共含有9個基因，其中5個屬于NCEDs亞家族，參與裂解9一順式一類胡蘿卜素最終形成ABA；另外4個(AtCCDl，AtCCD4，AtCCD7和AtCCD8)則屬于CCDs亞家族，參與多種類胡蘿卜素的裂解。

脫落酸(abscisic acid，ABA)是一類重要的植物激素，研究表明它不僅與果實的成熟和衰老有著密切的關系，也在植物對抗干旱脅迫過程中起著重要作用。有學者認為高等植物主要通過2個途徑合成ABA，分為直接途徑和間接途徑。在間接途徑合成脫落酸的過程中NCED起著重要作用。首先玉米黃素(C40類胡蘿卜素)在玉米黃質環氧化酶(ZEP)的催化作用下，經過兩步環氧化作用生成全反式紫黃質。全反式紫黃質可在β一胡蘿卜素羥化酶作用下經過多次反應轉化成9一順式一紫黃質和9一順式一新黃質，再經NCED于11，12和11'，12'雙鍵處裂解形成C15黃質醛，黃質醛再經短鏈脫氫酶(ABA2)催化形成ABA醛，ABA醛再經脫落酸醛氧化酶(AAO)作用最終產生脫落酸。

胡蘿卜素裂解后的主要產物有脫落酸，而脫落酸參與了植物抵御逆境脅迫的過程，了解NCED基因的功能對進一步探索類胡蘿卜素裂解在植物抵御逆干旱脅迫過程中的作用尤為重要。而桑樹中的類胡蘿卜素裂解雙加氧酶基因的功能還沒有被鑒定，所以研究桑樹類胡蘿卜素裂解雙加氧酶的功能是將來培育桑樹抗旱品種的理論基礎。

發明內容

本發明的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優點。

本發明還有一個目的是提供提高桑樹抵御干旱脅迫的NCED基因。

本發明再有一個目的是提供提高桑樹抵御干旱脅迫的NCED重組載體的構建方法。

本發明另有一個目的是提供桑樹NCED基因于提高桑樹抵御逆境脅迫、桑樹抗旱新品種的培育和/或科學研究中的用途。

為此，本發明提供的技術方案為：

提高桑樹抵御干旱脅迫的NCED基因，所述NCED基因為如下(a)、(b)、(c)或(d)的堿基序列：

(a)如SEQ ID NO:1所示；

(b)如SEQ ID NO:2所示；