[发明专利]耐盐基因及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及耐盐基因及其应用。本发明还涉及包含该基因的载体、宿主细胞和植物及生产植物的方法。该基因可用于改善植物对盐胁迫环境的耐受性。

背景技术

盐胁迫是限制植物生长和发育的主要非生物性压力之一，在农业上可能引起重大损失。人们付出了许多努力来研究植物对盐胁迫的响应机制，期望能够据此开发出对盐胁迫耐受的品系。

一些生长在高盐环境中的植物种类进化出了复杂的方式来适应所处的环境，这些植物可以作为盐耐受机制研究的基础。芸薹科(Brassicaceae family)(又名十字花科)盐芥属的盐生植物小盐芥(Thellungiella halophila)在遗传上是一种很有价值的模式植物。小盐芥与模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)属于同一个科。但与拟南芥不同的是，小盐芥能够耐受极端的寒冷、干旱和高盐条件。特别是当处于高达500mM NaCl的高盐条件时，小盐芥仍然能够耐受并且完成生命周期(Inan G等，2004，Salt cress.A halophyte and cryophyteArabidopsis relative model system and its applicability to molecular geneticanalyses of growth and development of extremophiles.Plant Physiol 135：1718-1737)。这些属性使得小盐芥成为研究植物对盐胁迫的响应和耐受机制的优良对象。但是，目前尚不清楚小盐芥的具体耐盐机制。

在先前的研究中，本发明的发明人使用能够在酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)中直接进行表达的pGAD-GH穿梭载体为经过盐处理的小盐芥的地上部分和根部构建了cDNA文库(Zhang YY等，2008，Comparison Analysis ofTranscripts from the Halophyte Thellungiella halophila.Journal of Integr PlantBiol，50(10)：1327-1335)。其后，利用这种高效的酵母体系，通过大规模的胁迫-耐受筛选从小盐芥中分离了能够提高盐耐受性的多个cDNA克隆(Chen AP等，2007，Ectopic expression of ThCYP1，a stress-responsive cyclophilin genefrom Thellungiella halophila，confers salt tolerance in fission yeast and tobaccocells.Plant Cell Rep，26：237-245和Liu N等，2007，Functional screening of saltstress-related genes from Thellungiella halophila using fission yeast systemPhysiol Plantarum 129：671-678)。

本发明的发明人进一步发现了一个显示出显著盐耐受性的克隆，以此为基础分离了ThLEA1基因。本发明的发明人惊讶地发现这种基因在盐敏感性的酵母细胞中异位表达时能够显著改善酵母的存活率，尽管在酵母中不存在与植物LEA显示出序列同源性的蛋白质。经过分析和实验还发现ThLEA1无论在非盐生植物中还是在酵母中都能够展现出保守的盐耐受性，能够保护处于盐胁迫条件下酵母和植物细胞。这不仅对植物的盐胁迫响应机制研究有很大帮助，还让人们能够通过ThLEA1基因的转化和异位表达而将盐耐受性赋予本来对盐份敏感的物种，从而产生能够在盐胁迫条件下生长的品系。发明人由此完成了本发明。

发明内容

本发明涉及分离的多核苷酸，其包含选自下组的核苷酸序列或由该序列组成：

(1)SEQ ID NO：1或SEQ ID NO：3所示的核苷酸序列；

(2)与(1)的核苷酸序列的互补序列在低等严格条件、中等严格条件、优选高严格杂交条件下杂交的核苷酸序列；

(3)与(1)的核苷酸序列具有至少50％、至少60％、至少70％、至少75％、优选至少80％、更优选至少85％、特别优选至少90％、尤其是至少95％或98％或99％同一性的核苷酸序列；

(4)与(1)的核苷酸序列编码相同氨基酸序列的蛋白质、但在序列上不同的核苷酸序列；