[发明专利]海洋微生物冷激蛋白基因CSP、其编码蛋白及其应用

说明书

本发明公开了一种冷激蛋白基因CSP、其编码的蛋白及其应用。本发明的冷激蛋白基因CSP来源于海洋微生物宏基因组，其碱基序列如SEQ ID NO:1，其编码的蛋白CSP是一类高度保守的核酸结合蛋白，可作为RNA分子伴侣，参与转录、翻译、生长发育和应答非生物胁迫等细胞生理活动。这种提高转基因植物的耐旱、耐寒性的特性，可通过转基因技术应用于分子育种上，从而减少农作物在受到非生物胁迫时的产量损失。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，具体涉及来源于海洋微生物宏基因组的冷激蛋白基因CSP、其编码蛋白及该基因在提高植物抗逆性方面的应用。

背景技术

干旱、低温等非生物胁迫严重影响农作物的生长，对我国粮食的产量带来不可估量的损失。通过传统育种方式提高农作物对非生物胁迫的耐受性进展缓慢且周期较长，而通过基因工程的手段解决上述问题，大大加快了育种进程，有效弥补了传统育种方法的缺陷。

冷激蛋白(CSPs)是一类高度保守的核酸结合蛋白，在微生物、动物、植物中广泛存在。1987年首次在大肠杆菌中发现冷激蛋白CspA，此后陆续又发现了8个冷激蛋白家族成员。研究发现，CSPs均含有1个冷休克功能域(cold shock domain CSD)，该类CSPs普遍具有RNA伴侣功能，可有效破坏低温条件下RNA形成的二级结构，保障RNA翻译正常进行。近些年来，关于CSP基因提高植物抗逆性的研究已经成为热门，但大多数研究的基因来源集中在大肠杆菌、枯草芽孢杆菌等已知微生物，而海洋环境微生物中99％是不可培养的，目前还没有海洋环境微生物中分离得到CSP基因的报道。

本申请利用RT-PCR、RACE及锚定PCR技术从海洋微生物宏基因组中分离出CSP全长cDNA，分析其编码蛋白质序列的结构特征、进化关系，使其在拟南芥和玉米中过表达，研究CSP在干旱及低温胁迫下的功能，以期为进一步揭示该基因的生物学功能及调控机制奠定基础。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种来源于海洋微生物宏基因组的冷激蛋白基因CSP、其编码蛋白及该基因在植物耐旱性方面的应用。

冷激蛋白是广泛存在于细菌、植物与动物中的一类高度保守的核酸结合蛋白，能够增强细胞抵御冷激胁迫的能力，通过RNA分子伴侣活性参与转录、翻译及生长发育和逆境胁迫应答等细胞生理活动。过表达该基因能够提高转基因植物对于干旱和低温胁迫的耐受性，这种提高转基因植物的抗逆特性，可通过转基因技术应用于农作物上，为后期分子育种奠定基础。

本发明的目的之一在于提供一种具有耐旱能力的来源于海洋微生物宏基因组的基因CSP，其碱基序列如SEQ ID NO.1。其序列由216个碱基组成，自5’端第1到第216位残基为该基因的开放阅读框序列。

本发明进一步提供具有与上文所述的SEQ ID NO:1所示的碱基序列95％以上的同源性，且编码与SEQ ID NO:1所示的碱基序列编码的蛋白质具有相同生物学功能蛋白质的碱基序列。

本发明的目的之二在于提供具有上文所述冷激蛋白基因CSP编码的蛋白CSP，其氨基酸序列如SEQ ID NO:2，其是由71个氨基酸残基组成的蛋白质。本发明进一步提供所述冷激蛋白基因CSP编码的蛋白的衍生蛋白质，即由序列表中SEQ ID NO.2的氨基酸残基经过一个或几个氨基酸残基取代、缺失或添加而产生的具有相同的生物学功能的衍生蛋白质的氨基酸序列。

本发明的目的之三在于提供一种重组表达载体，该重组表达载体上含有上文所述的碱基序列；且在优选的技术方案中，该重组表达载体以PTF101作为表达载体，该重组表达载体含有除草剂的抗性基因，可以利用除草剂对转基因植株进行筛选。

本发明的目的之四在于提供一种含有上文所述重组表达载体的宿主细胞，所述宿主细胞优选为根癌农杆菌EHA101菌株。