專利名稱：一種抗逆相關(guān)蛋白TaSnRK2.3及其編碼基因與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抗逆相關(guān)蛋白TaSnRK2. 3及其編碼基因與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
干旱缺水是全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨的嚴(yán)重問題，也是制約我國糧食生產(chǎn)發(fā)展的重要因素。主要糧食作物小麥的栽培需要大量的水，我國平均每生產(chǎn)1噸小麥需水量約500-700m3。 全世界發(fā)展中國家至少有6000萬公頃小麥栽培在雨養(yǎng)耕地，但其產(chǎn)量水平只有灌溉條件下的10% -50%。所以，發(fā)展抗旱節(jié)水小麥品種，以提高作物的水分利用效率，既可增加產(chǎn)量，又可以緩解水資源短缺的矛盾。改良作物抗旱性對于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力具有重大意義，受到世界各國的高度重視， 近期我國啟動的轉(zhuǎn)基因作物新品種培育重大專項就是最好的實證。研究植物的抗旱機理、 克隆抗旱相關(guān)基因、通過基因工程改良作物抗旱性是培育抗旱作物新品種的一條有效途徑。雖然作物的抗旱性遺傳基礎(chǔ)復(fù)雜，克隆、轉(zhuǎn)化抗旱基因獲得抗旱性明顯提高的新品種難度較大，但經(jīng)眾多科學(xué)家的共同努力，已經(jīng)取得了一定的進步，涌現(xiàn)了不少成功的例子， 如Cheng等(Molecular Breeding, 2002,10 :71-82)把小麥的LEA蛋白基因?qū)胨?，轉(zhuǎn)基因植株的抗旱、耐鹽性得到了明顯提高；WU等(Chinese Science Bulletin, 2003,48 2594-2600)將擬南芥的δ-OAT基因轉(zhuǎn)入水稻中過量表達，轉(zhuǎn)基因植株中脯氨酸含量明顯增加，抗旱和耐鹽性明顯增強；Dubouzet等(Plant J，2003，33 :751-763)將水稻轉(zhuǎn)錄激活蛋白基因OsDREIA導(dǎo)入擬南芥后，轉(zhuǎn)基因植株表現(xiàn)了強抗旱、抗鹽和耐寒特性。Hu等將 OsNACl基因?qū)氲剿局?，轉(zhuǎn)基因后代的抗旱性得到明顯增強，而且不影響后代產(chǎn)量(Hu 等 2006，Proc Natl Acad Sci USA,10 :71-82) 目前，已克隆的抗旱相關(guān)基因主要包兩大類，第一類為功能基因，這類基因包括低分子可溶性糖、氨基酸和小分子蛋白質(zhì)等合成相關(guān)基因，以及保護細(xì)胞免受損害的酶類，如脯氨酸合成相關(guān)酶基因，包括吡咯啉-5-羧酸合成酶基因P5CS及PVAB2，吡咯琳-5-羧酸還原酶基因P5CR等；晚期胚胎發(fā)生豐富蛋白(LEA)，小麥LEA蛋白基因Gngram等1996， Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology, 47 :377-403)。第二類是調(diào)節(jié)基因，包括各種參與水分脅迫信號傳遞的基因，主要包括(1)參與ABA、乙烯等信號分子合成的關(guān)鍵酶類(Bray 1997, Trends in Plant Science, 2 48-54) ； (2)轉(zhuǎn)錄因子(Soderman 等 1996，Plant J, 10 :375-381)，如 DREB (Wang 等 2008， Plant Mol Biol 67:589-602 ；Agarwal φ 2007, Mol Genet Genomics 277:189-198 ；Chen φ 2007, Biochem Biophys Res Commun 353 :299-305 ；Maruyama 等 2004, Plant J 38 982-993 ;Dubouzet 等 2003，Plant J，33 :751-763)，NF-YB 1 (Yu 等 2008，Plant Cell, 20 1134-1151)，HD-ATART(Nelson 等 2007，Proc Natl Acad Sci USA，104 :16450-16455)， OsNACl (Hu 等 2006，Proc Natl Acad Sci USA，10 :71-82)等；(3)蛋白磷酸酶，如蛋白質(zhì)磷酸酶2A和2C等，它們參與ABA信號的傳遞(Kwak等2002，Plant Cell, 14 =2849-2861 ； Leung 等 1997，Plant Cell, 9 :759-771 ；Merlot 等 2001，Plant J, 25 :295-303 ；Sheen1998, Proc Natl Acad Sci USA, 95 :975-980)。(4)蛋白磷酸激酶，植物蛋白激酶家族非常，主要包括分裂素激活蛋白激酶(MAPK) (Knetsch等1996，Plant Cell,8 1061-1067)，鈣依賴的蛋白激酶(CDPK) (Li 等 1996，Plant Cell,8 :2359-2368 ；Sauer 等 2004，JExp Bot, 55,181-188 ；Sheen 1996, Science, 274 :1900-1902)和蔗糖非發(fā)酵相關(guān)蛋白激酶(sucrose non-fermenting(SNF 1)related protein kinase，SnRK)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種植物抗逆相關(guān)蛋白及其編碼基因。本發(fā)明所提供的蛋白，來源于小麥，具體選自如下(a)或(b)(a)由SEQ ID NO 1所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)；(b)將SEQ ID NO 1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/或添加且與植物抗逆相關(guān)的由(a)衍生的蛋白質(zhì)。上述蛋白的編碼基因為如下1)或2)或3)或4)的基因1)其核苷酸序列是SEQ ID NO :2的自5'末端第145-1173位脫氧核糖核苷酸所示的DNA分子；2)其核苷酸序列是SEQ ID NO 2所示的DNA分子；3)在嚴(yán)格條件下與1)或2)限定的DNA序列雜交且編碼所述抗逆相關(guān)蛋白的DNA 分子；4)與1)或2)限定的DNA序列有90%以上同源性且編碼所述抗逆相關(guān)蛋白的DNA 分子。為了使上述(a)中的蛋白便于純化，可在SEQ ID NO 1所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)的氨基末端或羧基末端連接上如表1所示的標(biāo)簽。表1標(biāo)簽的序列
權(quán)利要求
1.一種蛋白，選自如下(a)或(b)(a)由SEQID NO 1所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)；(b)將SEQID NO 1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/ 或添加且與植物抗逆性相關(guān)的由(a)衍生的蛋白質(zhì)。
2.權(quán)利要求1所述蛋白的編碼基因。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的編碼基因，其特征在于所述編碼基因為如下1)或2)或3) 或4)的基因1)其核苷酸序列是SEQID N0:2的自5'末端第145-1173位脫氧核糖核苷酸所示的 DNA分子；2)其核苷酸序列是SEQID NO 2所示的DNA分子；3)在嚴(yán)格條件下與1)或幻限定的DNA序列雜交且編碼所述抗逆相關(guān)蛋白的DNA分子；4)與1)或2)限定的DNA序列有90%以上同源性且編碼所述抗逆相關(guān)蛋白的DNA分子。
4.含有權(quán)利要求2或3所述編碼基因的重組表達載體、重組菌、轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系或表達盒。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的重組表達載體，其特征在于所述重組表達載體為將權(quán)利要求2或3所述編碼基因插入載體PPZP211-GFP的多克隆位點得到的。
6.一種培育抗逆植物的方法，是將權(quán)利要求2或3所述的編碼基因?qū)氤霭l(fā)植物中，得到抗逆性高于所述出發(fā)植物的目的轉(zhuǎn)基因植物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述編碼基因是通過權(quán)利要求4或5所述的重組表達載體導(dǎo)入所述出發(fā)植物中的。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于所述抗逆性為抗干旱和/或耐鹽。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7或8所述的方法，其特征在于所述出發(fā)植物為雙子葉植物。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-9中任一所述的方法，其特征在于所述雙子葉植物為擬南芥。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種抗逆相關(guān)蛋白TaSnRK2.3及其編碼基因與應(yīng)用。該蛋白，選自如下(a)或(b)(a)由SEQ ID NO1所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)；(b)將SEQ ID NO1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/或添加且與植物抗逆相關(guān)的由(a)衍生的蛋白質(zhì)。實驗證明，將本發(fā)明基因?qū)胫参镏?，提高了植物的抗逆性，如抗旱性?或抗鹽性。因此，本發(fā)明基因及其應(yīng)用對培育抗旱節(jié)水、抗鹽農(nóng)作物新品種具有重要的意義，適合于推廣應(yīng)用。
文檔編號C12N15/63GK102220297SQ20111014476
公開日2011年10月19日 申請日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者張洪映, 景蕊蓮, 毛新國, 田山君 申請人:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所