[发明专利]水稻OsCTE3基因在增强植物耐冷性中应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域中水稻E3泛素化连接酶基因OsCTE3在增强植物耐冷性中的应用。

背景技术

在水稻的整个生命周期中，经常受各种非生物胁迫和生物胁迫，这些严重影响植物的生长和发育，并会影响作物的产量和品质。而水稻作为主要的粮食作物，提高其抗逆性尤为重要，而发掘改善水稻抵抗非生物胁迫能力的基因将为水稻的抗逆分子机制研究和分子辅助育种奠定基础。泛素-蛋白酶体途径广泛存在于真核生物中，主要包括泛素化系统和26S蛋白酶体系统两部分。该途径在维持细胞功能，细胞周期运转，胚胎发育，激素响应，抵御环境胁迫和衰老等方面发挥着重要的作用。在泛素化系统中，关键酶主要包括泛素活化酶(Ubiquitin-activating enzyme，E1)、泛素结合酶(Ubiquitin-conjugating enzyme，E2)和泛素连接酶(Ubiquitin-protein ligase，E3)。在水稻中E1基因有6个，E2及E2-like基因有49个，而E3基因则超过1300个。这些可能是由于在泛素化系统中，E3的功能主要是特异性地识别不同的泛素化底物，从而使泛素从E2蛋白转移到特定的底物上。因此，E3被认为是该途径识别目标底物的最主要成分。根据不同E3基因上的结构域，可将其分为两大类：即单亚基E3和多亚基E3。单亚基包括具有HECT(homologous to E6-associated protein carboxyl terminus)结构域的E3、含有环指状(RING finger)结构域的E3和含有U-box结构域的E3。

OsCTE3是一种含有RING-finger结构域的E3泛素连接酶基因，RING-finger结构域是指70个氨基酸中由半胱氨酸(C)和组氨酸(H)组成的8个氨基酸通过与锌离子螯合作用C3H2C3(RING-H2)或C3H1C4(RING-HC)构型。Ring finger结构域是RING结构域家族最典型的特点，而此结构域是E3具有泛素连接功能的最主要因素并且每一环指结构域连有两个锌离子，因为环指结构域维持其特定的构象需要锌离子。E3活性依赖于环指结构域，并通过其与E2相连发挥蛋白质-蛋白质相互作用(PPIs)的功能。据统计在拟南芥和水稻中分别有426个和425个具有RING finger结构域的E3基因，这在E3基因中占有相当高的比例。已被报道的许多E3连接酶都参与非生物胁迫响应，并在其中扮演重要的角色。例如SDIR1和RHA2a是依赖ABA信号通路的盐胁迫和干旱胁迫响应的正调控因子；DRIP1和DRIP2 E3连接酶中含有DREB2A转录因子，它们则是干旱胁迫响应的负调控因子。

虽然近年来对于E3泛素化连接酶参与非生物胁迫应答反应的机制有了初步的研究，但是还远远不够，其作用机制还不是太清楚，因此更多的参与植物非生物胁迫调控的泛素化连接 酶E3还有待鉴定和深入研究。

发明内容

本发明的目的是提供序列表中序列1所示的蛋白及其编码基因(OsCTE3)。

本发明提供了序列表中序列1所示的蛋白及其编码基因在增强植物耐冷性中的应用；所述蛋白的编码基因为如下1)-4)中任一所述的基因；

1)序列表中序列2、3的自5′末端2第268位-1029位所示的DNA分子；

2)序列表中序列2、3所示的DNA和RNA分子；

3)在严格条件下与1)所示的DNA分子杂交且编码所述蛋白的DNA分子；

4)与1)或2)所述的DNA分子具有90％以上的同源性且编码所述蛋白的DNA分子。

含有序列表中序列2所示蛋白的编码基因的重组表达载体在增强植物耐冷性中的应用也属于本发明的保护范围。

所述重组表达载体的构建过程中，在其转录起始核苷酸前加上4个Myc蛋白标签，在pCUbi1390的多克隆位点间，即Ubiquitin启动子后插入所述序列表中序列1所示蛋白的编码基因得到的重组表达载体。

所述植物为单子叶植物-水稻，包括双子叶植物。

本发明所提供的培育转基因植物的方法，是将序列表中序列1所示的蛋白的编码基因导入植物中，得到转基因植物；所述转基因植物与目的植物相比耐冷性增强。