[发明专利]一种增强植物抗旱等抗逆性的基因及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种增强植物抗旱等抗逆性的基因，本发明还涉及所述基因在改良植物对干旱胁迫抗性方面的应用。

背景技术

微生物细胞在极端条件下，如寒冷，干旱等环境中会产生冷激反应，并形成一种特殊的蛋白——冷激蛋白(CSP)。已有研究表明，冷激蛋白在转录与翻译过程中起调节子的作用。它们作为一种分子伴侣与单链核酸非特异性结合，具有稳定单链核苷酸二级结构的作用，使细胞在极端环境下存活下来。

将微生物中的冷激蛋白基因转入植物，可以快速获得具有抗逆性状的转基因植物。

Deinococcus gobiensis(D.gobiensis)是一株环境胁迫抗性极强的极端微生物，对于干旱有着较强的耐受性。研究该菌的冷激蛋白基因(csp基因)，有望改良作物的性状，培育出抗干旱的作物新品种。

但尚未见到现有技术中有关D.gobiensis的csp基因提高植物干旱抗性的报道。

发明内容

本发明的目的是从Deinococcus gobiensis基因组中发现能够增强植物抗旱等抗逆性的DNA序列。并将该序列转入植物中，培育抗旱性的转基因植物。

本发明发现如SEQ ID NO：1所示的DNA序列具有增强植物抗旱等抗逆性的功能。序列SEQ ID NO：1来源于D.gobiensis(CGMCC 2358)菌株基因组其中的一段。

本发明还提供了一种重组载体，它包含SEQ ID NO：1所述的DNA。本发明利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Trans 109，常用的真核宿主细胞包括酵母细胞和其他植物细胞。

本发明还进行了SEQ ID NO：1所示的DNA序列所编码的氨基酸(SEQ ID NO：2所示)的一级结构和高级结构分析。分析结果表明，所述的氨基酸一级结构，具有相当保守的RNP1与RNP2(单链核苷酸结合模体)；同源建模分析表明，SEQ ID NO：2所示的氨基酸能够形成有利于结合单链核苷酸的桶状结构。

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

(1)将SEQ ID NO：1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)得到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。

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。

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，上述转基因植株对干旱胁迫具有增强的抗性作用。

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 ID NO：1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的核酸分子。

本发明还提供了检测样品中是否存在SEQ ID NO：1核苷酸序列的方法，它包括用上述的探针与样品进行杂交，然后检测探针是否发生了结合。较佳地，该样品是PCR扩增后的产物，其中PCR扩增引物对应于SEQ ID NO：1核苷酸编码序列，并可位于该编码序列的两侧或中间。引物长度一般为15-50个核苷酸。

在本发明中，“SEQ ID NO：1”指编码具有SEQ ID NO：2蛋白活性的多肽的核苷酸序列及其简并序列。该简并序列是指所述序列中有一个或多个密码子被编码相同氨基酸的简并密码子所取代后而产生的序列。