[发明专利]水稻放氧复合体蛋白基因OsPsbP及其克隆方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及分子生物学与基因工程领域，尤其涉及一种水稻放氧复合体蛋白基因OsPsbP及其克隆方法和用途。本发明涉及水稻基因OsPsbP的cDNA序列，该cDNA编码的蛋白属于PsbP类放氧复合体蛋白。

背景技术

光合作用是绿色植物利用叶绿素等光合色素在可见光的照射下，将二氧化碳和水转化为有机物，并释放出氧气的生化过程。对于生物界的几乎所有生物来说，这个过程是它们赖以生存的关键。光合作用可分为光反应和碳反应两个阶段。其中光反应包含一个吸收波长为680 nm光的PSII，该系统能够利用从光中吸收的能量将水裂解，并将其释放的电子传递给质体醌，同时通过对水的氧化和PQB^2-的还原在类囊体膜两侧建立H⁺质子梯度。该系统主要由反应中心、捕光复合体Ⅱ和放氧复合体等亚单位组成。PsbP类放氧复合体蛋白在PSII中起重要作用，能够影响Mn₄–Ca–Clx离子簇的组装效率和稳定性以及PSII复合体的积累组装和活性。

近年来，PsbP类放氧复合体蛋白的功能研究日益受到重视，研究发现这种蛋白是植物生长发育中必须的一种功能蛋白，并且可能是抗逆反应中的一种新的调控分子。通过获得新的PsbP类放氧复合体蛋白基因，研究其分子功能，对于研究植物抗逆的分子机理有重要价值，也为植物的基因工程研究提供新的基因资源。

发明内容

本发明的目的是针对目前对植物抗逆反应分子机制、抗逆植物基因资源匮乏等问题，提供一种水稻放氧复合体蛋白基因OsPsbP及其克隆方法和用途。

水稻放氧复合体蛋白基因OsPsbP是具有如SEQ ID NO: 1所示765个碱基DNA序列，编码参与植物光合作用并具有抗生物胁迫能力的PsbP类的放氧复合体蛋白。

水稻放氧复合体蛋白基因OsPsbP的克隆方法包括下列步骤：

1）根据NCBI网上数据库中类似于水稻光合系统Ⅱ（PSII）中23 kD多肽基因序列设计了一对引物，上游引物T1 为5’-ATGGCGTCCACCTCCTGCTTC-3’，下游引物 T2为5’-TCATGCGACGCTGAAGGAGCTG-3’；

2）用TRIzol试剂提取水稻叶片的总RNA；

    3）用上述引物经RT-PCR克隆获得到765 bp的基因片段，将该片段克隆到pMD18-T载体上测序，将序列提交到Genbank进行BLAST比对，证明得到的基因为PsbP类放氧复合体蛋白基因，命名为OsPsbP。

水稻PsbP类蛋白是具有权利要求1所述植物放氧复合体蛋白基因OsPsbP编码的如SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列。

植物放氧复合体蛋白基因OsPsbP用于经转基因育种改良植物的抗生物胁迫的能力。

本发明与现有技术相比具有的优点：

1）采用RT-PCR克隆法从水稻中克隆到一个新的放氧复合体蛋白基因，克隆方法简单、高效。

2) 通过利用转基因技术将目的基因下调和上调表达2种方法分析基因的功能，数据更为确凿可信，通过2种方法均证明该基因具有抗生物胁迫的能力，具有很强的理论研究及应用研究价值。可以通过外源基因导入技术过量表达OsPsbP基因来提高植物对抗生物胁迫的能力，从而增强作物对逆境的抗性，提高作物的产量与品质。

附图说明

图1是OsPsbP蛋白的亚细胞定位。A：激光共聚焦显微镜观察OsPsbP蛋白在本氏烟细胞中的定位；B：免疫胶体金实验检测OsPsbP蛋白在水稻细胞中的定位。其中chl代表叶绿体，C代表细胞质，CW代表细胞壁，N代表细胞核，M代表线粒体；

图2是OsPsbP基因下调和过表达水稻与对照植株的表型以及分子验证。A：OsPsbP基因下调和过表达水稻与对照植株的症状表现；B：用real time RT-PCR检测OsPsbP基因下调和过表达水稻与对照植株中OsPsbP的表达情况；C：Northern blot检测OsPsbP基因下调和过表达水稻与对照植株中OsPsbP基因的表达情况；D：Western blot检测OsPsbP基因下调和过表达水稻与对照植株中OsPsbP蛋白的表达量；