[发明专利]提高植物耐盐及抗旱性的基因及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种核苷酸编码序列和另一种按植物偏爱密码子人工合成的核苷酸编码序列，本发明还涉及所述核苷酸编码序列在改良植物对盐、干旱胁迫抗性上的应用。

背景技术

Deinococcus radiodurans(D.radiodurans)是至今已知生物中最高的辐射抗性的生物之一。该菌具有对致死剂量的电离辐射、UV辐射以及DNA损伤试剂的极端抗性，能将电离辐射造成上百个DNA双链断裂的基因组完整恢复如初，且不发生突变的能力。其极端的耐辐射能力及其DNA损失修复分子机制引起科学界的极大兴趣，不仅对探索DNA修复分子机理的基础学科有着十分重要意义，而且对促进新的DNA技术的发展以及在环境保护和生物修复、人类健康、生物技术，乃至地外空间的开发和利用等方面的具有极大潜在应用前景。1999年基因研究所(TIGR)完成和公布了D.radiodurans基因组全序列(White1999)。

但现有技术中，未见D.radiodurans可提高植物对盐、干旱胁迫的抗性的任何有关报道。

发明内容

本发明的目的是发现并人工合成提高植物耐盐及抗旱性的DNA序列，并将该序列转入植物中，培育耐盐及抗旱性的转基因植物。

本发明发现如SEQ ID NO：1和SEQ ID NO：2所示的DNA序列均具有提高植物耐盐及抗旱性功能。其中序列SEQ ID NO：1来源于D.radiodurans其中的一段；SEQ IDNO：2是源于SEQ ID NO：1，并按植物偏爱密码子人工合成的序列。

本发明还提供了一种重组载体，它包含SEQ ID NO：1所述的DNA或包含SEQ IDNO：2所述的DNA。本发明用上述重组载体转化宿主细胞，这些宿主包括原核细胞，也包括真核细胞。常用的原核宿主细胞包括JM109，常用的真核宿主细胞包括酵母细胞和其它植物细胞。在本发明举出的应用实例中，宿主细胞是E.coli JM109和烟草。

在本发明的另一方面，还提供了一种产生具有SEQ ID NO：1或SEQ ID NO：2蛋白质活性的多肽的方法，其步骤如下：

(1)将SEQ ID NO：1或SEQ ID NO：2可操作地连于表达调控序列，形成SEQ IDNO：1或SEQ ID NO：2蛋白表达载体；

(2)将步骤(1)中的表达载体转入宿主细胞，形成重组细胞；

(3)在适合表达SEQ ID NO：1或SEQ ID NO：2蛋白多肽的条件下，培养步骤(2)中的重组细胞；

(4)分离出具有SEQ ID NO：1或SEQ ID NO：2蛋白活性的基本纯的多肽，序列为SEQ ID NO：3。

本发明还提供了一种利用转基因技术将SEQ ID NO：1或SEQ ID NO：2转化入植物的方法，以提高植物对盐、干旱胁迫抗性，其步骤如下：

(1)将SEQ ID NO：1或SEQ ID NO：2所示序列可操作地连于植物表达调控序列，形成植物表达载体；

(2)将步骤(1)中的表达载体转入植物细胞；

(3)经筛选获得转化细胞并最终再生转基因植株及其后代，包括植物种子及植物组织。

上述“可操作地连于”表示如下情况：即线性DNA序列的某些部分能够影响同一线性DNA序列其他部分的活性。例如，如果信号肽DNA作为前体表达并参与多肽的分泌，那么信号肽(分泌前导序列)DNA就是可操作地连于多肽DNA；如果启动子控制序列的转录，那么它是可操作地连于编码序列；如果核糖体结合位点被置于能使其翻译的位置时，那么它是可操作地连于编码序列。一般，“可操作地连于”意味着相邻，而对于分泌前导序列则意味着在阅读框中相邻。

在本发明的一个实例中，将步骤(1)中的表达载体转入农杆菌，将含表达载体的农杆菌同真核宿主细胞共培养，在22-28℃条件下，暗培养1-2天后，通过筛选如抗生素筛选，获得含有SEQ ID NO：1或SEQ ID NO：2基因的转化细胞并最终再生转基因植株及其后代，包括植物种子及植物组织。

经实验证实，上述转基因植株对植物盐、干旱胁迫具有增强的抗性作用。

上述载体可选用本领域已知的各种载体，如市售的载体，包括质粒，粘粒等。

此外，本发明还提供了一种可用作探针的核酸分子，该分子通常具有SEQ IDNO：1或SEQ ID NO：2核苷酸编码序列的8-100个连续核苷酸，较佳地具有15-50个连续核苷酸。该探针可用于检测样品中是否存在编码SEQ ID NO：1或SEQ ID NO：2的核酸分子。