[发明专利]pPMB1基因或pPMB1基因编码的蛋白质在提高植物耐脱水性中的应用

说明书

本发明提供了一种pPMB1基因或pPMB1基因编码的蛋白质在提高植物耐脱水性中的应用，属于遗传工程技术领域。本发明通过对pPMB1基因敲除的突变体和超表达转基因植株进行分子鉴定和胁迫实验，检测pPMB1基因表达量变化及抗性改变等，结果发现与野生型相比，pPMB1基因敲除的突变体对脱水敏感，超表达转基因植株对脱水更耐受，复水更快。这说明基因pPMB1基因或pPMB1基因编码的蛋白质是控制细胞脱水复水相关基因，能够用于植物耐脱水性品种改良中。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，具体涉及一种pPMB1基因或pPMB1基因编码的蛋白质在提高植物耐脱水性中的应用。

背景技术

新基因是基因组遗传创新的主要来源，广泛存在于生物体和病毒的结构域(Arendsee et al.2014；Chen et al.2013；Tautz and Domazet-2011)。已有的文献报道发现，新基因起源的方式比较多样化包括基因复制和快速分化，移码突变，水平基因转移，外显子改组和驯化以及转座子元件等(Donoghue et al.2011；Toll-Riera etal.2009)。尽管现在许多新基因的功能还不明确，但是根据已有报道发现大部分新基因的功能具有适应发育阶段的物种特异性。拟南芥新基因QQS(Qua-Quine Starch,QQS)能够调控淀粉的生物合成(Li et al.2009)，酵母中的新基因BSC4能参与DNA修复途径(Cai etal.2008)。虽然新基因存在时间较短，但具有非常重要的功能，有些甚至快速成为生物体所必需的基因，并且存在更长的生命周期。例如，新基因能够参与新生化途径，生物个体发育，脑进化及生殖多态性等众多活动(Chen et al.2013；Chen et al.2010；Ding et al.2010；Ding et al.2012)。新基因还能通过整合已存在的基因调控网络，而第一步便通过在基因组附近或更远的位置获取启动子，随着进化时间的延长，新基因能够获取更多的调控元件，所调控的基因网络变得越来越复杂(Abrusán 2013)。新基因还能整合到蛋白-蛋白互作网络，只不过速度稍慢，更倾向与同一年龄阶段的新基因相互作用(Capra et al.2010)。另外，新基因对环境胁迫的响应至关重要，更偏好于在非生物胁迫下表达量更高。最近报道发现，拟南芥中超过80％未知功能基因的突变株在经受环境胁迫时，以保护抵御或抑制环境胁迫特别是氧化胁迫和渗透胁迫的形式呈现表型差异(Song et al.2013)。其中拟南芥QQS基因将初生代谢与环境变化联系在一起，以最佳耐受能力适应生物和非生物胁迫(Arendsee et al.2014)。果蝇处于生物和非生物胁迫时，新基因的表达量是老基因的两倍，并且新基因和其前体更容易结合转录因子进行积极响应(Levine et al.2006)。新基因依赖于更多保守细胞组分相互作用，可能在物种之间发挥作用。新基因构成了遗传改良有价值的农作物，发现药物新肽和新型农药等功能蛋白的重要储备资源(Arendsee etal.2014)。因此，研究新基因的功能为我们探索植物的发育历程和对不利环境的适应机制提供了重要的线索。

小立碗藓(Physcomitrellapatens)属于陆生植物基部类群，因为从水生到陆生过渡经历了生存环境的巨变，被认为具有最早登陆植物类群的许多特征，包括大量新基因的获得和陆生起源的基因家族。基因组测序，线粒体基因组和基因组草图都已于2008年完成，有很好的生物信息学基础，为解析小立碗藓的发育历程以及对干旱陆生环境的适应进化机制提供了丰富的基因资源。目前对小立碗藓基因的开发利用还较为缺少。

发明内容

本发明的目的在于对小立碗藓的基因进行开发利用，提供一种pPMB1基因或pPMB1基因编码的蛋白质在提高植物耐脱水性中的应用。

本发明提供了一种pPMB1基因或pPMB1基因编码的蛋白质在提高植物耐脱水性中的应用。

优选的，所述pPMB1基因的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。

优选的，所述pPMB1基因编码的蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID No.2所示。