[发明专利]β-1;3-葡聚糖酶蛋白质在水稻干旱抗性检测中的应用

说明书

本发明公开了一种β‑1，3‑葡聚糖酶在水稻干旱抗性检测中的应用，属于生物检测领域。该检测方法主要通过同位素标记相对和绝对定量(isobaric tags for relative and absolute quantification，iTRAQ)蛋白质组学技术和商品化兔源抗蛋白质β‑1，3‑葡聚糖酶多克隆抗体进行蛋白质的筛选及其表达量变化情况来实现水稻干旱抗性检测，提供了一种时间快、成本低、可靠性高、特异性好，同时还可以缩减传统检测的成本，减少检测的假阳性率，提高检测的准确度的检测方法。

技术领域

本发明属于生物技术检测领域，具体地说，本发明涉及到一种β-1，3-葡聚糖酶在水稻干旱抗性检测中的应用。

背景技术

中国淡水资源匮乏，尤其是北方稻区春旱发生的机率为60％～80％，随着水资源的日益匮乏和旱灾的日趋严重，水资源短缺正成为制约中国农业发展的重要因素，限制了农业生产的可持续发展，如何节约淡水资源已成为当今农业生产发展的一个焦点问题。水稻是世界重要粮食作物之一，培育抗旱性水稻品种并实现品种的节水抗旱栽培，不但可较大程度地节约水资源，而且有利于水稻生产的稳产、增产，故水稻的抗旱性研究显得愈来愈重要，也成为目前水稻研究的热点问题之一。

近年来，水稻的抗旱基因工程取得了一定的进展，获得了一大批转基因的抗旱植株。上海市农业生物基因中心在水稻抗旱研究领域内的科研成果处于全球领先地位，选育了一批以‘旱优3号’、‘旱优2号’、‘旱优5号’、‘旱优8号’为代表的适宜在长江流域和华南稻区种植的旱稻新品种，在生产上有广泛的应用前景。

有关水稻抗旱性机理机制较为复杂，国内外学者提出了一系列与抗旱性有关的形态、发育、生理与生化等的鉴定方法与指标，且有的已利用分子标记对一些指标进行了基因定位和功能基因鉴定，均获得与水稻抗旱性相关的特征信息。但是，生物体从DNA到性状的最终表达是一个十分复杂的过程，中间要经历一系列的修饰和变化，仅仅从基因组水平上很难将性状和基因直接联系起来；而基因所表达的蛋白质是生物体内生理生化反应的直接参与者，也是和性状直接的“联系人”。随着高分辨质谱的出现和稳定同位素标记定量蛋白质组学的技术的出现，从蛋白质组水平上对水稻抗旱性进行研究已成为热点。所以，如何对这些水稻品种的干旱抗性进行合理的筛选以及抗性种质资源的有效利用具有十分重要的意义。

正是基于以上原因，本项目采用了现代生物质谱结合稳定同位素标记定量蛋白质组学的方法来寻找在具有抗旱性的水稻中高表达的蛋白质，以期能够更为快速的鉴定水稻品种的抗旱性，并为传统的田间育种工作提供支持。

β-1，3-葡聚糖酶(Beta-1，3-glucanase)的Uniprot的登录号为Q9SXY7，NCBI登录号为4884528。β-1，3-葡聚糖酶催化水解β-1，3-葡聚糖(β-1，3键连接的葡聚糖多聚体)。在植物、细菌、真菌、藻类及软体动物中都有报道，属于PR类蛋白，PR类蛋白是由植物在病理或逆境条件下诱导产生的蛋白质，与植物系统诱导性抗性密切相关。

研究表明，该类蛋白在植物的生长发育、抗病性及抵御逆境胁迫等方面具有重要作用(Befta and Meins，1996；蒋选利等，2005；何江峰等，2006)。β-1，3-葡聚糖酶依其蛋白特性可分为4类：I类葡聚糖酶为碱性，主要存在于液泡中，体外具有较强的抑菌活性；II-IV类为酸性蛋白，存在于细胞外，逆境下其受诱导表达(Zhu et al.，1994)。迄今为止，在逆境胁迫下，烟草(Nicotiana tabacum)、猕猴桃(Actinidia chinensis)、油菜(B.campestris)及苜蓿(Medicago falcata)等转β-1，3-葡聚糖酶基因植株均表现出良好的抗性。目前，有关β-1，3-葡聚糖酶基因的研究主要集中在植物的抗病方面，而关于植物的抗旱研究相对较少。