[发明专利]一种植物抗逆性相关基因及其编码蛋白和用途

说明书

本发明公开了一种植物抗逆性相关基因及其编码蛋白和用途；基因的核苷酸序列选自:a)序列如SEQ ID No.1所示的编码序列或全长序列、b)编码如SEQ ID No.2所示的氨基酸序列的核苷酸序列、c)与a)或b)限定的核苷酸序列具有至少90％相似性，且编码相同功能蛋白质的核酸序列；蛋白质的氨基酸序列选自：a)SEQ ID No.2的氨基酸序列、b)与SEQ ID No.2的氨基酸序列具有至少90％相似性的氨基酸序列、c)SEQ ID No.2的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加衍生的氨基酸序列；本发明提供了能够增强植物抗逆性的基因及其编码蛋白和用途。

技术领域

本发明涉及遗传领域，尤其涉及能够增强植物抗逆性的基因及其编码蛋白和用途。

背景技术

植物在生长过程中经常会遇到干旱、盐碱、高低温等不良环境条件的影响,会导致植物水分亏缺,从而产生渗透胁迫,影响植物生长和发育,严重时会导致植物的死亡。

之前的研究关注点在于植物渗透物质的调节，植物的渗透物质作为对不良环境的一种适应性防御反应,植物可通过体内积累高浓度小分子量的渗透调节物质以维持代谢和生存。植物中最普遍的渗透物质有季铵类化合物、氨基酸、糖醇等,甜菜碱属于含羧基的季铵化合物,是高等植物中最常见也是最重要的渗透调节物质之一,其中甘氨酸甜菜碱结构最简单,也是研究最为广泛的一类甜菜碱。作为无毒性渗透调节物质,甘氨酸甜菜碱(以下简称甜菜碱)可在逆境胁迫下的植物体内逐渐积累,以调节细胞内的渗透压,维持水分平衡；同时还具有在渗透胁迫条件下稳定生物大分子结构和功能,保护三羧酸循环的主要酶类和末端氧化酶类,稳定光系统Ⅱ外周多肽等多种生理功能,对植物维持细胞的正常膨压及呼吸作用和光合作用的正常进行具有重要的生理意义。

由于植物抗逆性遗传极其复杂,因而植物抗逆性能(包括抗非生物胁迫如盐碱、干旱、低温等的能力和抗生物协迫如真菌、细菌、病毒和线虫的能力等)的提高受到了极大限制。近年来,随着分子生物学的发展，人们开始使用基因组成、表达调控及信号传导等分子水平人事植物对逆环境胁迫的耐(抗)性机理。

基因组学的兴起对我们全面理解植物抗逆性起着革命性作用。结构基因组学将会使我们挖掘大量全新的抗逆基因,并能揭示各抗逆性基因的详细结构以及抗逆性遗传进化机理。功能基因组学将会阐明植物抗逆中的复杂的调控网络,揭示涉及抗逆蛋白的多样性。通过比较基因学的研究,可以把从模式植物上获得的抗逆遗传信息推广到基因组较复杂的植物上去。大规模的全新基因的发现及其在抗逆反应中的表达模式的研究和它们在抗逆应中作用的理解将会为利用遗传工程进行植物抗逆育种提供广阔的前景。

牡丹催花技术是通过人为创造条件使牡丹在自然非开花时节开花的技术。经过1000多年的不断总结与发展，人们已经总结出一套传统的牡丹低温催花技术。目前，对牡丹的研究较多集中在栽培技术、生物学、生理学及药用成分生化分析等方面。国内外对牡丹花芽内休眠相关的研究比较少。而由于对牡丹花芽内休眠解除机理的认识不足，往往不能彻底打破花芽内休眠，致使花蕾发育不良，造成开花不正常、有花无叶、花小叶小、花期短甚至催花失败(赵海军，张万堂，郑国生，等。牡丹深休眠特性和解除方法。山东林业科技，2000，5：44-46)。对牡丹休眠解除过程中关键基因的分析可以从本质上了解牡丹的休眠解除机理，为推进牡丹催花产业奠定基础。

转录因子是能够与真核基因启动子区域中顺式作用元件发生特异性相互作用的DNA结合蛋白，能特异的激活或抑制基因转录的关键因子(刘强，张贵友，陈受宜。植物转录因子的结构和调控作用。科学通报，2000，45(14)：1465-1474)。转录因子一般有DNA结合域、转录激活域、寡聚化位点、和定位信号区四个独立功能域，转录因子通过这些功能域与启动子顺式作用元件结合或者与其他蛋白相互作用来激活或者抑制基因表达(曹志方，李洁，刘强。植物转录因子的结构和功能。植物科学进展，2000，3，95-108)。近年来，从植物中分离出大量的转录因子，根据它们的靶DNA结合域特点可以将其分成若干个家族，如WRKY，AP2/EREBP，MYB，bZIP等家族。