[发明专利]增强植物耐盐碱胁迫能力的基因及其应用

说明书

本发明涉及增强植物耐盐碱胁迫能力的基因及其应用。首次分离获得一个新的功能基因——OsKEA1，其编码的多肽参与叶绿体钾离子外排，平衡叶绿体钠离子和pH，是在盐碱胁迫条件下维持植物有效光合作用所必需的。可以将OsKEA1基因应用于植物的培育中，选育出具有耐盐碱胁迫能力或产量提高的植物品种。

技术领域

本发明属于基因技术及植物学领域，更具体地，本发明涉及增强植物耐盐碱胁迫能力的基因及其应用。

背景技术

土壤盐碱化通常是由于灌溉不当、用水过量等原因引起地下水位上升，从而造成土壤中盐分积聚的过程。这主要发生在干旱、半干旱、半湿润气候区及受海水侵灌的海滨低地区域。中国盐渍土地总面积惊人，主要分布在新疆、河西走廊、柴达木盆地、河套平原、银川平原、黄淮海平原、东北平原西部，以及滨海地区。在中国的盐碱耕地中，大约73％属轻度盐碱化，对农业生产影响不严重，其余27％为中强度盐碱化。

尽管对于土壤盐碱化的治理是一个重要的课题，正在被越来越多的人员研究和重视，但是目前土壤盐碱化仍然有越来越严重的趋势，且短时间内难以扭转。

盐胁迫与碱胁迫常常同时发生，也常被称为盐碱胁迫。盐碱对植物造成的伤害表主要现在以下两个方面：一是细胞质中金属离子(主要是Na⁺)的大量积累，它会破坏细胞内离子平衡并抑制细胞内生理生化代谢过程，使植物光合作用能力下降，最终因碳饥饿而死亡；二是盐碱土壤是一个高渗环境，它能阻止植物根系吸收水分，从而使植物因“干旱”而死亡。同时盐碱土壤pH值较高，这使得植物体与外界环境酸碱失衡，进而破坏细胞膜的结构，造成细胞内溶物外渗而使植物死亡。因而，受盐碱胁迫的植物一方面要降低细胞质中离子积累，另一方面还通过积累过程产生某些特殊的产物，如蛋白质、氨基酸、糖类等来增强细胞的渗透压，阻止细胞失水，稳定质膜及酶类的结构。多数植物不宜生长在盐碱地上。而盐碱植物在形态和生理上都与其生长环境相适应。

不同的植物对于盐碱的耐受能力有所差异，植物体内也可能存在一些对于抵抗环境胁迫有效的基因。鉴于传统的育种方法筛选的成功率低，耗时长，开发一些新的选育技术是重要的。通过分析和鉴定出与植物抵抗环境胁迫有效的基因来对植物进行改造或筛选。

尽管目前已经鉴别出一些抗逆相关的基因，然而还需要通过大量的努力进一步开发和寻找新的基因，从而可为植物品种的改良提供更多、更有效的途径。

发明内容

本发明的目的在于提供增强植物耐盐碱胁迫能力的基因及其应用。

在本发明的第一方面，提供一种OsKEA1多肽或编码该多肽的多核苷酸的用途，用于增强植物耐盐碱胁能力或提高植物产量；或用于制备耐盐碱胁迫的植物或产量提高的植物。

在一个优选例中，所述的植物包括但不限于：禾本科植物。

在另一优选例中，所述OsKEA1多肽是：

(a)如SEQ ID NO:2所示氨基酸序列的多肽；或

(b)将SEQ ID NO:2所示氨基酸序列经过一个或多个(如1-20个；较佳地1-10个；更佳地1-5个)氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的，且具有增强植物耐盐碱胁迫能力的由(a)衍生的多肽；或

(c)氨基酸序列与(a)限定的氨基酸序列有70％以上(较佳地80％以上；更佳地90％以上；更佳地95％以上；更佳地99％以上)相同性且具有增强植物耐盐碱胁迫能力的多肽；或

(d)具有(a)多肽功能的SEQ ID NO:2的多肽片段(较佳地，其与SEQ ID NO:2的序列相同性高于70％；更佳地高于75％；更佳地高于80％；更佳地高于85％；更佳地高于90％；更佳地高于95％；更佳地高于98％或99％)。

在另一优选例中，所述的OsKEA1多肽或编码该多肽的多核苷酸：