[发明专利]OTS2蛋白及其编码基因在调控植物对ABA耐受性中的应用

说明书

本发明公开了一种OTS2蛋白及其编码基因在调控植物对ABA耐受性中的应用。本发明所提供的应用为由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质在如下a1)或a2)中的应用：a1)调控植物对ABA耐受性；a2)选育对ABA耐受性提高或降低的植物品种。本发明可应用于将植物激素ABA作为选择性除草剂，可通过基因工程手段获得OTS2低表达、抗除草剂转基因作物，实现选择性除草。本发明符合可持续农业发展需求，对于开拓绿色环保、无公害的除草方法等方面具有重要的实用价值和市场前景。

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及一种OTS2蛋白及其编码基因在调控植物对ABA耐受性中的应用。

背景技术

脱落酸(abscisic acid，ABA)是一种重要的植物激素，早在20世纪60年代初被人们发现，因其具有促进植物叶片脱落的功能而得名。植物激素脱落酸(ABA)在植物生长发育的各阶段都发挥重要作用，例如种子休眠、种子萌发、幼苗生长、气孔运动以及营养生长向生殖生长转换等过程；同时，ABA在植物应对外界各种逆境胁迫过程中也起着重要作用，例如干旱、冷、高盐等非生物胁迫以及病虫害等生物胁迫。植物ABA信号转导通路分子机制的阐明对调控植物生长、改良遗传特性、提高作物品质、促进现代农业生产发展具有重要的意义。

近30年来，植物中有关ABA信号转导方面的研究取得了很多重大进展，包括ABA受体在内的大量ABA信号转导功能组分相继被鉴定，例如蛋白激酶、蛋白磷酸酶、E3连接酶、伴侣蛋白、各种类型的转录因子等等，这些发现有力推动了植物中ABA信号转导调控机理的阐明。到目前为止，研究人员分别鉴定出了三种不同的ABA受体受体：镁螯合酶H亚基CHLH/ABAR、G蛋白偶联受体(GTG1、GTG2)及START超家族中的PYR/PYL/RCAR受体。ABAR是第一个被鉴定出来的植物ABA受体；后续的研究表明，ABAR介导的ABA信号通路是非常复杂的，转录因子WRKY18/40/60及分子伴侣蛋白CPN20参与到ABAR介导的ABA信号通路之中。

SUMO化/类泛素化修饰是一序列酶介导的生化级联反应过程，通过这个酶促反应能够将SUMO蛋白共价的连接到相应的靶蛋白上，这些靶蛋白包括病毒蛋白和细胞蛋白等等。SUMO化修饰最早发现于1996年，在酵母细胞中鉴定到一种类似泛素的蛋白，并且该蛋白能共价结合到另一个蛋白的赖氨酸残基上。类泛素化修饰的整个过程包括了多步酶促反应，参与反应的酶有：异源二聚的活化酶SAE1/2，结合酶Ubc9，SUMO连接酶。类泛素化和泛素化在生物学功能方面有着很大的差异。泛素化主要是将把蛋白贴上泛素标签，然后通过蛋白酶体将靶蛋白降解；而类泛素化修饰的蛋白并不被蛋白酶体识别。有研究报道，SUMO通过与泛素竞争赖氨酸活性位点从而阻断降解过程；另外，经过SUMO修饰的蛋白能够被特异的SUMO依赖性泛素化酶识别来促进泛素化修饰。类泛素化除了影响蛋白质的稳定性外，SUMO还能够通过对转录因子修饰或者直接修饰DNA分子来进行转录调节。另外，类泛素化修饰在RNA加工、病毒复制、免疫反应、基因组保留、染色质重组、核质运输等方面也起着重要的作用。

SUMO化修饰是一个可逆的过程，去类泛素化是指从靶蛋白上除去SUMO的过程。去类泛素化是由SENP异肽酶成员催化完成的；另外，SENPs参与SUMO的成熟过程；SENP家族由6个成员组成：SENP1-3和SENP5-7，在哺乳动物细胞内各个成员具有不同的亚细胞定位：SENP1定位于PML核小体；SENP6定位于细胞质；SENP3定位于核仁；SENP2定位于核孔复合体；OTS2(OVERLY TOLERANT TO SALT2)是植物中重要的去类泛素化酶，在拟南芥tair网站上的基因号为At1g10570(https://www.arabidopsis.org/)，该基因在响应干旱胁迫及盐胁迫过程中起着重要的作用。

随着ABA信号传导研究的深入及应用的拓展，如何利用发现的正负调节因子改变植物对ABA信号的响应水平，控制植物种子的萌发及植物生长以达到所需要的状态以及利用天然植物激素实现选择性除草等成为研究前沿。

发明内容