[发明专利]抗寒蛋白及其编码基因与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗寒蛋白及其编码基因与应用，特别涉及一种来源于南极鱼的 耐寒蛋白及其编码基因，与它们在提高植物抗寒性中的应用。

背景技术

南极鱼是已知的最耐寒的鱼类，其细胞可以在-1℃～-2℃的低温中完成包括个 体发育在内的所有生命活动，寒冷环境下进化形成的基因组编码了低温下生存所需 的所有功能分子，是重要的基因资源(Gordon，A.L.2003.Oceanography：The brawniest retroflection.Nature 421：904-905)。因此，对生活在不同温度环境下的南极 鱼类基因组的比较分析，以及相关基因的克隆鉴定、功能分析及其作用机制研究， 有助于我们理解南极鱼类在0℃以下这样极端的低温环境下生存的机制。生活在南 极的鱼类表现出了一系列与抗寒相关的生理和生化性状，如抗冻蛋白的进化 (DeVries，A.L.1971.Glycoproteins as biological antifreeze agents in antarctic fishes. Science 172：1152-1155；Cheng，A.L.D.a.C.-H.C.2005.Antifreeze Proteins and Organismal Freezing Avoidance in Polar Fishes.Fish Physiology 22：155-201；De Vries， A.L.C.，C.-H.C.2005.Antifreeze proteins and organismal freezing avoidance in polar fishes.fish physiology seriesThe physiology of polar fishes(eds.Farrell，A.P.& Steffenson，J.F.).San Diego，CA：Elsevier Academic Press 22：155-201)、热休克应答 (the heat-shock response，HSR)的缺失(Hofmann，G.E.，Buckley，B.A.，Airaksinen， S.，Keen，J.E.，Somero，G.N.，2000.2000.Heat-shock protein expression is absent in the Antarctic fish Trematomus bernacchii(Family Nototheniidae).J.Exp.Biol. 203：2331-2339)，血液中红血球大量减少甚至消失(Verde，C.，E.Parisi，and G.di Prisco.2006.The evolution of thermal adaptation in polar fish.Gene 385：137-145)，肌 纤维的数目减少，直径却增大等等。那么这些低温适应的分子基础是什么？在几千 万年的寒冷筛选后，鱼类产生了哪些功能上特异抗寒的基因？

冷暖空气的活动是天气变化的基本原因之一。在特定的天气形势下，聚积在高 纬度地区的强冷空气迅速南下，入侵我国，造成大范围的剧烈降温，并伴有大风、 雨雪、冻害等现象，这类天气过程称为寒潮或强冷空气，由此所造成的损失称为寒 潮与冷冻灾害。寒冷的气候会造成农作物的大量减产，在美国，每年由于寒冷而导 致农业经济损失达几十亿美元，例如1998年12月份，加利福尼亚州由于冰冻灾害 而柑橘大面积死亡，直接经济损失达5亿9千万美元。在中国每年平均有6—7亿亩 农田蒙受寒冷的气候的危害，粮食减收200亿公斤(中国可持续发展信息网 2003.10.13)。若能利用已发现的抗寒基因培育出新型的具有抗寒的转基因植物，能 够使转基因农作物具有更强的耐寒能力，在室外温度突然下降的情况下保持其生理 活性，从而使农作物免受寒冷的灾害。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗寒蛋白及其编码基因与应用。

本发明所提供的抗寒蛋白，名称为SOD，来源于南极鳕鱼(Dissostichus mawsoni)，是具有下述氨基酸残基序列之一的蛋白质：

1)自序列表中的SEQ ID №.2的氨基端残基序列；

2)将自序列表中的SEQ ID №.2的氨基端残基序列经过一个或几个氨基酸残基 的取代和/或缺失和/或添加且具有抗寒活性的蛋白质。

其中，序列表中的序列2由154个氨基酸残基组成。