[發明專利]AsMIPS1基因克隆、表達載體構建和應用

在審

• 申請號: 202310772885.6
• 申請日: 2023-06-28
• 公開（公告）號: CN116574719A
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 李州;程碧真;趙悅;彭燕
• 申請（專利權）人: 四川農業大學
• 主分類號: C12N9/90
• 分類號: C12N9/90;C12N15/61;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/46;C12Q1/6895
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 溫可睿

本發明涉及基因工程技術領域，具體涉及AsMIPS1基因克隆、表達載體構建和應用。本發明通過對匍匐翦股穎耐熱性和熱敏性植株進行分析，挖掘到抗熱脅迫和抗鎘脅迫的新基因—肌醇?1?磷酸合成酶編碼基因，試驗結果表明，肌醇?1?磷酸合成酶編碼基因編碼的肌醇?1?磷酸合成酶在熱脅迫和鎘脅迫下具有較高的表達，可緩解熱脅迫和鎘脅迫下的葉綠素損失、光化學抑制、丙二醛積累、導電率上升，并可提高植物抗氧化酶活性，具有提高植物抗逆性的功能，在抗逆性植物育種中具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明涉及基因工程技術領域，具體涉及AsMIPS1基因克隆、表達載體構建和應用。

背景技術

自然環境中，高溫、重金屬污染等脅迫會導致植物生長發育受阻。隨著全球氣候變暖，高溫等極端天氣頻發，嚴重限制了作物的栽培種植和產量。此外，鎘是環境中毒性較強的重金屬元素之一，隨著工業的發展，農田土壤鎘污染嚴重，據調查，我國鎘的點位超標率為7.0％。

匍匐翦股穎(Agrostis?stolonifera)屬禾本科植物，一種冷季型草坪草。由于其耐低修剪、成坪速度快、再生能力強等優點，是世界范圍內廣泛應用的優質草種，尤其用于建植高質量的精細草坪，如高爾夫球場的果嶺和運動場草坪等。然而，匍匐翦股穎耐熱性較差、重金屬土壤條件下難生長，并導致草坪質量降低，在其使用過程中，常常會因為受到高溫脅迫或環境重金屬污染而對其生長發育和草坪質量造成嚴重影響。因此，提高匍匐翦股穎的耐熱性及重金屬抗性是目前亟待解決的問題，同時匍匐翦股穎分布范圍廣泛，也是抗逆基因挖掘的重要材料。

利用基因工程提高植物抗逆性是現代增強植物抗逆性的一個重要方法。利用基因工程可以把有抵抗外界逆境功能的基因篩選出來，來提高植物抗逆性，但目前對匍匐翦股穎抗逆性基因的研究和挖掘還不夠深入，因此，挖掘匍匐翦股穎多效抗逆性基因，為植物抗逆基因庫提供新的基因資源是有待解決的重要問題。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供AsMIPS1基因克隆、表達載體構建和應用。

本發明提供了肌醇-1-磷酸合成酶,所述肌醇-1-磷酸合成酶具有如SEQ?ID?NO:8所示的氨基酸序列。

本發明所述的肌醇-1-磷酸合成酶，其來源于匍匐翦股穎，其氨基酸序列為首次公開，與現有其他物種的肌醇-1-磷酸合成酶的氨基酸序列存在差異。

本發明提供了編碼所述肌醇-1-磷酸合成酶的核酸。

進一步的，本發明所述的核酸，其可以是DNA、RNA、cDNA或PNA。在本發明實施例中，所述核酸為DNA形式。所述DNA形式包括cDNA、基因組DNA或人工合成的DNA。所述DNA可以是單鏈的或是雙鏈的。核酸可以包括具有不同功能的核苷酸序列，如編碼區和非編碼區，非編碼區如調控序列(例如啟動子或轉錄終止子)。核酸在拓撲學上可以是線性或環狀的。核酸可以是載體(如表達或克隆載體)的一部分，或一個片段。所述核酸可直接從天然來源獲得，或者可由重組、酶法或化學技術輔助制備。

更進一步的，在本發明的具體實施例中，所述的核酸來源于匍匐翦股穎LOFSTL-93，具有如SEQ?ID?NO:3所示的核苷酸序列。

本發明對匍匐翦股穎的強耐熱性植株LOFSTL-93和熱敏感植株W66569的進行試驗分析，挖掘到耐熱性關鍵基因—肌醇-1-磷酸合成酶(AsMIPS1)編碼基因，其編碼產物肌醇-1-磷酸合成酶在高溫下仍具有較高的表達水平，可對高溫下光化學效率降低、葉綠素含量降低、丙二醛和導電率降低進行緩解，同時發現所述酶可提高植物鎘脅迫抗性，具有提高植物抗逆性的性能。經進一步序列分析表明，該基因的核苷酸序列如SEQ?ID?NO:3所示，為尚未公開的編碼匍匐翦股穎肌醇-1-磷酸合成酶的新基因，為植物抗逆性基因資源庫提供了新的基因來源。