[發明專利]陸地棉磷脂酰肌醇特異的磷脂酶C基因GhPIPLC4-1及其應用

有效

• 申請號: 202111588901.3
• 申請日: 2021-12-23
• 公開（公告）號: CN114196687B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 姚連梅;韓超;張可煒;白明義
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C12N15/55
• 分類號: C12N15/55;C12N15/84;A01H5/00;A01H6/20;A01H6/60
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李健康

本發明公開了一種陸地棉磷脂酰肌醇特異的磷脂酶C基因GhPIPLC4?1，該基因cDNA的核苷酸序列如SEQ?ID?No.1所示，其編碼的氨基酸序列如SEQ?ID?No.2所示。本發明還公開了所述基因GhPIPLC4?1在培育耐鹽性植物或提高植物耐鹽性中的應用以及含陸地棉磷脂酰肌醇特異的磷脂酶C基因GhPIPLC4?1的植物表達載體pX?bar?GhPIPLC4?1?YFP在提高擬南芥或棉花耐鹽性中的應用或在培育耐鹽性植物中的應用。實驗證實過表達GhPPLC4?1基因的擬南芥中對鹽敏感，敲除或RNAi該基因將顯著提高植物的鹽抗性，預示GhPIPLC4?1基因在應用于培育耐鹽植物中具有重要作用。

技術領域

本發明涉及陸地棉磷脂酰肌醇特異的磷脂酶C基因GhPIPLC4-1及其在提高植物耐鹽性中的應用。屬于植物基因工程領域。

背景技術

土壤鹽漬化是限制國家糧食生產安全的重要因素，因為土壤中高鹽份會影響植物的生長和發育并降低作物產量，造成農作物減產，培育適應高鹽逆境的農作物品種，可以使這些作物在高鹽脅迫下具有較好的生長狀態和經濟產量。植物的耐鹽性是由多基因控制的復雜性狀，涉及到多條代謝途徑。基因工程技術可以將多種應對非生物脅迫途徑的關鍵基因引入植物細胞中，賦予轉基因植物耐鹽脅迫能力提高的特性，因此篩選獲得提高植物耐鹽性相關基因具有重要意義。

磷脂酶C(Phospholipase?C，PLC)是一種廣泛存在于真核細胞中的代謝酶，PLC介導的信號通路是細胞信號通路中的一個經典通路。根據磷脂酶C對底物選擇的特異性可以將其分為非特異性PLC(non-specific?PLC，NPC)、磷脂酰肌醇特異性PLC(phosphoinositide-specific?PLC；PI-PLC)和糖基磷脂酰肌醇特異性磷脂酶C(Glycosylphosphatidylinositol-specific?phospholipase?C；GPI-PLC)等類別。植物細胞中的PI-PLC酶蛋白含有催化結構域PI-PLC-X(PF00388)、催化結構域PI-PLC-Y(PF00387)域、Ca²⁺/磷脂結合的C2結構域(PF00168)、EF手型結構域(PF09279)等。PI-PLC可特異水解磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸(phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate,PIP2)產生二酰基甘油(diacylglycerol，DAG)和肌醇1,4,5-三磷酸(inositol?1,4,5-triphosphate，IP3)。IP3可以快速合成為肌醇六磷酸(IP6)并引發Ca²⁺流入，而DAG可以被DAG激酶(DGK)磷酸化并轉化為磷脂酸(PA)。

在擬南芥和水稻等模式植物中，干旱、寒冷、氯化鈉、高溫、脫落酸和水楊酸等處理可以誘導PI-PLC的表達，特定的PI-PLC基因的過表達可顯著改善植物對鹽、干旱及寒冷等脅迫的耐受性，PI-PLC基因是提高植物抗逆性的潛在候選基因。研究表明PI-PLC可在植物中激活下游激酶調控植物細胞的鈣信號和離子流動。盡管PI-PLC的信號傳導功能已在動物和模式植物中得到了較為明確的闡述，但PI-PLC在眾多作物中的抗逆功能有待進一步評估。在我國，棉花主要種植在干旱或者半干旱地區中，面臨嚴重的干旱和土壤鹽漬化的危害，因此在棉花中探討PI-PLC基因并研究其功能也是非常必要的。然而檢索發現有關陸地棉的磷脂酰肌醇特異的磷脂酶C基因GhPIPLC4-1及其在提高植物耐鹽性中的應用研究未見報道。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種陸地棉磷脂酰肌醇特異的磷脂酶C基因GhPIPLC4-1及其在提高棉花抗逆性中的應用。

本發明所述的陸地棉磷脂酰肌醇特異的磷脂酶C基因，其特征在于：該基因命名為陸地棉磷脂酰肌醇特異的磷脂酶C基因GhPIPLC4-1，該基因CDS核苷酸序列如SEQ?ID?No.1所示，其編碼的氨基酸序列如SEQ?ID?No.2所示。