[发明专利]玉米ZmMPK11蛋白或其编码基因在调节植物耐逆性中的应用有效
申请号: | 201810058730.5 | 申请日: | 2018-01-22 |
公开(公告)号: | CN110066773B | 公开(公告)日: | 2022-09-16 |
发明(设计)人: | 任东涛;朱丹;常颖;李媛 | 申请(专利权)人: | 中国农业大学 |
主分类号: | C12N9/12 | 分类号: | C12N9/12;C12N15/54;C12N15/82 |
代理公司: | 北京纪凯知识产权代理有限公司 11245 | 代理人: | 关畅;白艳 |
地址: | 100094 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 玉米 zmmpk11 蛋白 编码 基因 调节 植物 耐逆性 中的 应用 | ||
本发明公开了玉米ZmMPK11蛋白或其编码基因在调节植物耐逆性中的应用。本发明提供了提供的如下1)‑3)中任一种物质在调控植物耐逆性中的应用:1)蛋白ZmMPK11;2)编码蛋白ZmMPK11的DNA分子;3)含有编码蛋白ZmMPK11的DNA分子的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌;本发明通过实验证明,本研究从玉米B73中克隆出ZmMPK11基因,通过农杆菌介导的愈伤转化法将该基因转入玉米自交系B73中,发现过表达该基因降低植株对高温和干旱的耐受性,ZmMPK11可能在玉米对逆境胁迫的适应性中发挥重要作用。
技术领域
本发明属于生物技术领域,涉及玉米ZmMPK11蛋白或其编码基因在调节植物耐逆性中的应用。
背景技术
植物在长期的进化过程中,逐渐建立起一套完整的信号系统以感知和适应外界环境的变化,调控自身的生长和发育过程。在这个复杂的信号网络中,由激酶介导的蛋白质磷酸化和磷酸酶介导的蛋白质去磷酸化过程扮演着非常重要的角色。这种可逆的蛋白质翻译后修饰是调控细胞响应各种外源刺激信号的重要调节机制。有丝分裂原激活的蛋白激酶(Mitogen-Activated Protein Kinase,MAPK)级联信号系统就是这种机制的重要代表。玉米是世界上重要的粮食作物之一,在农业和工业上占有重要地位,既是人类食品,又是畜禽饲料,也是工业原料。随着全球人口增长,畜牧业迅速发展和用玉米加工液体燃料乙醇需求的迅速攀升,玉米的需求量大幅度增加。但是,低温、盐渍、干旱和病虫害等各种生物与非生物胁迫严重影响玉米的生长发育和产量。因此,如何提高玉米对逆境的适应以及通过分子生物学手段改良玉米综合抗逆性,培育抗逆新品种,已成为我国乃至世界农业持续高效发展的重大课题之一。已有研究表明MAPK级联信号系统也存在于玉米中,只是相对于拟南芥、水稻等植物,玉米的MAKP级联研究较少。挖掘玉米MAPK基因进行功能研究,不但推进了玉米MAPK家族成员研究的进展,而且具有广泛的应用价值,可以为玉米抗逆转基因育种提供潜在的候选基因。
有丝分裂原激活的蛋白激酶是真核生物体内重要的丝氨酸/苏氨酸(Serine/Threonine,S/T)激酶系统,作为许多受体和感受器下游的重要的信号原件,MAPK级联系统广泛分布于真核生物中。MAPK级联信号系统由MAPKKK、MAPKK和MAPK三级蛋白激酶组成。在信号传递过程中,当外源信号被感知激活MAPKKK后,通过将其下游的MAPKK保守区域中的丝氨酸(S)或苏氨酸(T)磷酸化进而激活MAPKK。MAPKK处在级联的中间位置,在级联系统中起到承上启下的作用,通过磷酸化MAPK的丝/苏氨酸和酪氨酸残基来激活MAPK。当MAPK被磷酸化后有3种可能的去向:(1)停留在细胞质中,激活一系列其他蛋白激酶;(2)在细胞质中使细胞骨架成分磷酸化;(3)进入细胞核内,通过使转录因子磷酸化,调控基因的表达。这样的逐级磷酸化就形成了MAPKKK-MAPKK-MAPK信号传递通路。
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