[发明专利]一种植物耐逆性蛋白及其编码基因与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种植物耐逆性蛋白及其编码基因与应用。

背景技术

土壤盐渍化对农业的威胁是一个全球性的问题，据统计全球盐碱土约有10亿公 顷，占世界陆地面积近7.6％。我国是一个发展中的农业大国，全国盐碱土约有0.2 亿多公顷占全国耕地面积的1/3。盐分胁迫能显着的抑制植物的生长，甚至导致植物 的死亡。在长期的进化过程中，不同植物形成了不同的机制来适应盐分的胁迫，同 时其抗盐能力也各不相同。大多数农作物都对盐分非常敏感，而盐生植物虽然能在 高盐条件下生存，但它们的经济价值往往非常有限，提高作物的抗盐能力已经成为 我国农业生产和科研中的重要内容。

植物对盐分的抗性是一个多基因控制的复杂性状。盐分对植物的影响涉及到植 物体内的各个方面和代谢过程。包括离子毒害，渗透胁迫和氧化胁迫以及光合作用。 因此，对抗盐、耐盐相关蛋白及其编码基因的研究具有重要的意义。

蛋白激酶基因是一类在信号传递途径中起重要作用的基因。Saijo等将OsCDPK7 基因导入水稻，转基因植株中一些胁迫响应基因的诱导表达增强，OsCDPK7基因的 表达水平与植株的抗盐和抗旱能力密切相关。拟南芥AtCDPK1和AtCDPK2基因的 表达可以被盐和干旱诱导，但不被低温或高温诱导，推测这两个基因参与了渗透胁 迫信号的转导(Urao et al.，Mol.Gen.Genet.，1994，244：331-340)。研究发现，两种Ca²⁺依赖的蛋白激酶AtCDPK1和AtCDPK1a激活胁迫诱导基因HVA1表达(Sheen， Science，1996，274：1900-1902)。另一种参与盐胁迫信号传导的拟南芥蛋白激酶基因 AtGSK1编码的蛋白与糖原合成酶激酶GSK3相似。拟南芥突变体互补实验发现， AtGSK1可以恢复盐诱导基因PMR2A的表达，并且该基因在盐和ABA胁迫下上调 表达(Charrier et al.，Plant Physiol，2002，130：577-590)。

在真核生物中有一类非常保守的MAPK激酶途径，与盐胁迫造成的氧化胁迫应 答反应有关。已鉴定的与盐胁迫相关的MAPK激酶级联反应中的组分有：拟南芥 AtMEKK1、AtMEK1/AtMEK2、AtMPK4、ANP1以及烟草NPK1、AtMPK3和AtMPK6 等(Kovtun et al.，Proc.Natl.Acad.Sci.，2000，97：2940-2945；Ichimura et al.，Biochem. Biophys.Res.Commun.，1998，253：532-543；Moon et al.，Proc.Natl.Acad.Sci.USA， 2003，100：358-363)。AtMPK3基因可同时受干旱、高盐或低温的诱导，胁迫条件下 AtMPK3基因5min内就被诱导表达，以后表达持续增加至24h后达到峰值。盐胁迫 可以诱导AtMEKK1的表达，而AtMEKK1又可激活AtMPK4，使植物耐盐性增强。

发明内容

本发明的目的是提供一种植物耐逆性蛋白及其编码基因与应用。

本发明所提供的植物耐逆性蛋白，名称为GmPK，大豆属大豆(Glycine max (Linn.)Merr)，是具有下述氨基酸残基序列之一的蛋白质：

1)序列表中的SEQ ID №.2的氨基酸残基序列；

2)将序列表中的SEQ ID №.2的氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的 取代和/或缺失和/或添加且具有植物耐逆性功能的蛋白质。

其中，序列表中的序列2由352个氨基酸残基组成。GmPK是丝氨酸/苏氨酸类 蛋白激酶，自序列2的氨基端第4-260氨基酸为蛋白激酶催化结构域序列。

所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加是指不多于十个氨基酸 残基的取代和/或缺失和/或添加。

为了使(a)中的GmPK便于纯化，可在由序列表中序列2所示的氨基酸序 列组成的蛋白质的N端或C端连接上如表1所示的标签。

表1.标签的序列