[发明专利]玉米10kDa热激蛋白基因ZmHsp10在改变植物抗逆性中的应用有效
申请号: | 202011112738.9 | 申请日: | 2020-10-16 |
公开(公告)号: | CN112410370B | 公开(公告)日: | 2022-09-16 |
发明(设计)人: | 张举仁;李鹏;李朝霞 | 申请(专利权)人: | 山东大学 |
主分类号: | C12N15/84 | 分类号: | C12N15/84;A01H5/00;A01H6/46 |
代理公司: | 济南圣达知识产权代理有限公司 37221 | 代理人: | 李健康 |
地址: | 266237 *** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 玉米 10 kda 蛋白 基因 zmhsp10 改变 植物 抗逆性 中的 应用 | ||
本发明公开了一种玉米10kDa热激蛋白基因ZmHsp10在改变植物抗逆性中的应用,是从玉米中克隆基因ZmHsp10,以正义或反义形式将该基因重组到植物表达载体中,利用转基因技术将融合基因导入植物,通过对转基因植株进行抗旱性或耐热性测定,筛选出抗性明显提高或降低的转基因植株及其后代,创造出具有应用价值的植物新种质。其中所述玉米基因ZmHsp10的cDNA序列如SEQ ID No.1所示,其编码的氨基酸序列如SEQ ID No.2所示;所述植物是指农作物或草坪草。本发明的应用对提高在干旱和热胁迫下作物产量有重要意义。
技术领域
本发明属植物生物工程育种领域,具体说,涉及一种玉米10kDa热激蛋白基因ZmHsp10在改变植物抗旱性和耐热性中的应用。
背景技术
近年来,伴随着全球气温的升高干旱和热胁迫对主要农作物产量的影响越来越重。在我国淮河以南地区和黄淮海地区的7-9月间气温通常高于玉米的适宜生长温度,高温会引起玉米严重减产。我国约二分之一国土面积处干旱、半干旱区。即使在非干旱地区的主要农业区,也不时受到旱灾侵袭,水资源短缺是限制我国农业及国民经济发展的最重要因素之一。玉米植株高大,耗水量较多,生长发育期易受到高温干旱的侵袭,高温干旱是影响我国玉米产量的主要环境因素。玉米抽穗期的严重高温或干旱造成玉米大幅度减产或绝产。采用基因操作技术培育耐热耐旱玉米具有重要的战略意义,是应对全球气温不断升高和提高我国玉米产量、保障粮食安全及农业可持续发展的重要选择。
早在上世纪70-80年代初期,人们已发现细胞在遭受热胁迫时会合成一类应激蛋白,它们具有不同大小的分子量,作用机理也有明显差别。植物热激蛋白根据分子量大小可以分为HSP60、HSP70、HSP90、HSP100和小分子HSP家族(small Heat Shock Proteins,sHSPs)。小分子热激蛋白分子量一般为12-34KD,它的分布极为广泛,普遍存在于所有生物体内。小分子热激蛋白具有多种功能,包括赋予细胞以耐热性以抵抗高温,作为分子伴侣(molecular chaperones)以防止蛋白聚集,对抗正常的细胞死亡,从而调节细胞的生存和死亡的平衡。小分子热激蛋白是一种重要的分子伴侣,能与很多蛋白质分子结合,发挥多种生理功能:帮助氨基酸链折叠成三维正确的结构、清除受损而无法正确折叠的氨基酸链、防止蛋白聚集、护送蛋白分子寻找目标分子以免受到其它分子的干扰等。
分子伴侣是指具有介导其它蛋白质的正确装配但自己不成为最后功能结构中的蛋白,它们由许多不相关的蛋白质组成。1987年Lasky首先提出了分子伴侣的概念,将细胞核内能与组蛋白结合并能介导核小体有序组装的核质素(nucleoplasmin)称为分子伴侣。根据Ellis的定义,这一概念延伸为一类在序列上没有相关性但有共同功能的蛋白质,它们在细胞内帮助其他含多肽的结构完成正确的组装,而且在组装完毕后与之分离,不构成这些蛋白质结构执行功能时的组份。在蛋白合成过程中,伴侣分子能识别与稳定多肽链的部分折叠的构象,从而参与新生肽链的折叠与装配。热休克蛋白就是一大类分子伴侣。
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