[发明专利]一种植物渗透或水分变化原初感应的蛋白分子、及其基因和应用

说明书

技术领域

本发明涉及基因工程领域，具体地，涉及一种植物体内的渗透变化或水分感应的蛋白分子、及其基因和应用。

背景技术

植物感知、适应逆境涉及一系列复杂的基因表达网络调控，细胞受到逆境胁迫之后，通过感应分子的作用能迅速感知外界信号，依靠复杂的信号转导途径，一方面激活特定转录调控因子，与特定的顺时作用元件结合，进而调控目标基因的转录表达，另一个方面，在翻译后水平激活特异的修饰蛋白，调节靶蛋白和靶基因，最终提高植物的耐逆性。

植物在从感知胁迫的信号到基因表达产生适应性的过程中，进化出一系列复杂机制以最大限度减轻胁迫伤害，其中一些基因在快速应答的过程中起了至关重要的作用，它们成为将物理性的逆境信号，如：干旱、高温、低温等逆境，转化为生化信号的原初载体，脱水或渗透势的变化是这类逆境反应的共同特征，即：引起细胞模形变的机械刺激，在转录水平上，植物中发现了一类快速应答诱导基因，命名为ERD基因(脱水诱导早期应答基因)(Taji T，et al.，1999)，主要结果局限在拟南芥的研究，然而原初的信号接收分子，却一直是一个不解之谜。

在拟南芥中已经找到16个ERD成员，这些基因分别属于叶绿体ATP蛋白依赖酶，热激蛋白hsp70-1和hsp80-2、质膜蛋白、脯氨酸脱氢酶、糖转运蛋白、衰老诱导基因，硫代谷胱甘肽转移酶、II型LEA蛋白、茉莉酸甲酯合成酶和泛素蛋白等。

ERD1基因是拟南芥中研究比较深入的一个脱水诱导早期应答基因，编码一个类似叶绿素蛋白酶的调节亚基(Nakashima K，et，al.1997，Lam-Son P T，et，al.，2007)。ERD2、ERD8和ERD16受干旱胁迫强烈表达，分别属于热激蛋白hsp70-1、hsp80-2和泛素蛋白(Kiyosue T，et，al.，1994)。ERD4编码一个膜蛋白，推测有9个跨膜区，但它的功能目前还不清楚(Froehlich J E，et，al，，2003)。ERD5编码脯氨酸脱氢酶(ProDH)，催化脯氨酸转化成谷氨酸的第一步反应(Nakashima K，et，al.，1998)。ERD6是在拟南芥干旱胁迫1h后获得的，研究表明该基因编码的蛋白具有12个跨膜区，并且有一个亲水中心，属于糖转运蛋白，受干旱和冷诱导表达(Kiyosue T，et，al，.1998)。ERD10和ERD14属于II型LEA蛋白家族(Kiyosue T，et，al.，1994)。ERD14在磷酸化的状态下具有离子结合的活性，主要结合Ca²⁺和Fe²⁺离子，它的作用机制还在研究中(Muath KA，et，al.，2003)。ERD11和ERD13编码的产物属于硫代谷胱甘肽转移酶(Kyiosue T，et，al.，1993)。ERD15可能是一个新的与ABA信号胁迫相关的调节器，该基因的功能和作用机制还需要深入研究(Kariola T，et，al.，2006)。综上所述，在拟南芥中获得的16个ERD基因属于不同的基因家族，作用不同的代谢途径，它们可能分别通过感知并传递信号胁迫，产生功能蛋白，参与重要的代谢反应，降解毒素等不同的方式增强拟南芥的耐逆性。

水分的重要性不言而喻，越来越严重的干旱等逆境胁迫对作物产量的影响尤为严重，从感应水分的原初反应出发，发掘关键的分子开关基因，并对其功能进行深入的解析，从而利用这一分子的特性，不仅可以为抗旱(逆)育种提供具有巨大应用价值的基因资源，也可以为人类应对水分的流失或皮肤的衰老提供全新的防护理论。

发明内容

本发明的发明人为了解决上述问题提出并完成了这一发明。

本发明的目的是提供一种植物体内的渗透或水分变化感应的蛋白分子。

本发明的再一目的是提供一种植物体内的渗透或水分变化感应的基因。

本发明的再一目的是提供上述植物体内的渗透或水分变化感应蛋白分子的应用。

根据本发明的植物体内的渗透变化或水分感应的蛋白分子，其氨基酸序列如SEQ ID No.1所示。

根据本发明的植物体内的渗透变化或水分感应的基因，编码上述蛋白分子，优选地，其核苷酸序列如SEQ ID No.2所示。

本发明还提供了上述植物体内的渗透或水分变化感应的蛋白分子作为钙离子通道的应用。