[发明专利]一种白骨壤单加氧酶CMO及其编码基因与应用

说明书

一种来源于白骨壤的单加氧酶CMO及其编码基因，以及该编码基因在培育耐盐、耐旱性提高的转基因植物中的应用。

技术领域

本发明涉及植物蛋白及其编码基因与应用，特别是涉及一种来源于白骨壤的单加氧酶CMO及其编码基因，以及其在培育耐盐性及耐旱性提高的转基因植物中的应用。

背景技术

干旱使得超过40％的地球陆地面积种植农作物受到限制，对全球农业生产和粮食供应也构成了严重的威胁，干旱是对农作物产量的主要环境限制条件之一。

世界上盐碱土的面积很大，约有4亿公顷，占灌溉农田的1/3。在气候干燥的半干旱、干旱地区由于降雨量少、蒸发剧烈，盐分不断积累；海滨地区由于海水倒灌造成土壤含盐量增加。我国盐碱土主要分布于西北、华北、东北和滨海地区，随着大棚面积的逐年增长和栽培年代的推移，土壤盐渍化日趋严重。对绝大多数农作物来说，土壤中过量的Na⁺会对植物体的正常的生长代谢产生毒害作用。因此如何在盐渍环境下提高作物产量就成为我国农业生产中十分重要的问题。

采用传统的方法选育耐盐、抗旱的植物品种固然简便可行，但进展缓慢，局限性大。随着分子生物学技术的发展，一大批与植物耐盐、抗旱有关的基因相继得到克隆，植物转基因技术有了重大突破，这为有效利用旱地及盐碱地提高作物产量，治理盐渍化及荒漠化土地提供了新的思路和方法。

植物的抗逆性是一个十分复杂的数量性状，其耐盐机制涉及从植株到器官、组织、生理生化直至分子的各个水平。植物在受到胁迫时会产生相应的应答反应，来降低或消除给植株带来的危害。植物的这种应答反应是一个涉及多基因、多信号途径、多基因产物的复杂过程。这些基因及其表达产物可以分为3类：(1)参与信号级联放大系统和转录控制的基因及其表达产物；(2)直接对保护生物膜和蛋白质起作用的基因及其表达产物；(3)与水和离子的摄入和转运相关的基因及蛋白质。各国的科学家也为此做了大量的工作，并取得突破性的进展(Park S.2005.Up-regulation of a H⁺-pyrophosphatase(H⁺-PPase)as astrategy to engineer drought-resistant crop plants.Proc.Natl.Acad.Sci.USA.102:18830-18835；ABE H.2003.A rabid op sis AtMYC2(bHLH)and AtMYB2(MYB)functionas transcrip tional activato rs in abscisic acid signaling.Plant Cell,15:63-78；Zhang ZL.2011.Arabidopsis Floral Initiator SKB1 Confers High SaltTolerance by Regulating Transcription and Pre-mRNA Splicing through AlteringHistone H4R3 and Small Nuclear Ribonucleoprotein LSM4 Methylation.Plant Cell,23:396–411)。通过生物技术手段，对具有胁迫耐受能力的农作物、旱生植物和盐生植物的研究都取得了显著的成果，对胁迫相关基因和信号转导系统也有了更进一步的了解。

但就目前的研究状况而言，由于其机制十分复杂，许多植物对逆境下的生物化学和生理学上的响应机制仍有待深入研究。在抗逆应答基因的功能及表达调控方面的研究占多数，但抗逆相关的信号传递途径之间的联系以及整个信号传递网络系统的机理还有待进一步研究。虽然许多研究机构通过现代生物技术，获得了各类具有一定耐盐、抗旱等抗逆能力的转基因植物，但还未达到产业化的标准。因此在提高植物抗逆性方面，还有许多工作需要做。

发明内容