[发明专利]一种柳杉抗寒调控基因CfAPX及其应用

说明书

本申请公开了一种柳杉抗寒调控基因CfAPX及其应用，属于植物分子生物学和基因工程技术领域。本申请的柳杉抗寒调控基因CfAPX具有如SEQIDNO.1所示的核苷酸序列，其表达蛋白的氨基酸序列如SEQIDNO.2所示。本申请通过实验发现CfAPX基因在低温胁迫下柳杉叶片中的基因表达量在‑16℃达到峰值。通过构建表达载体PBI121‑CfAPX对CfAPX进行功能验证，发现，转基因植株CfAPX基因的表达量上调，与野生型相比均达到了显著或极显著水平。因此，CfAPX基因可以调节植物抗坏血酸过氧化物酶活性，从而提高细胞清除活性氧，维持稳态的能力，进一步提高植株的抗逆性，对植物的生长发育具有重要意义。

技术领域

本发明属于植物分子生物学和基因工程技术领域，具体涉及一种柳杉抗寒调控基因CfAPX及其应用。

背景技术

柳杉(Cryptomeriafortunei)为杉科(Taxodiaceae)柳杉属(Cryptomeria)常绿高大乔木，又称为长叶孔雀松，喜山地气候及条件良好的酸性土壤，具有侧根发达、生长迅速、适应性强、树形优美且能净化空气、改善环境等特性，是中国南方优良的用材和园林树种。柳杉的生长和分布常受到干旱、寒冷等极端环境的制约，随着全球气候变化以及极端天气频繁发生，柳杉的生长发育受到了极大的影响。

抗坏血酸过氧化物酶(APX)是含有血红素的过氧化物酶家族，它以抗坏血酸作为特异性电子供体，催化H₂O₂生成水，通过清除活性氧维持细胞氧化还原稳态。生物或非生物胁迫(干旱、盐、高温、低温等)会使植物产生过多的活性氧物质，对细胞膜和细胞器造成不同程度的损伤。抗坏血酸过氧化物酶作为细胞抗氧化防御最重要的组成部分之一，当植物受到各种环境胁迫时，在调节活性氧(ROS)水平方面发挥着至关重要的作用。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种柳杉抗寒调控基因CfAPX，其基因蛋白为抗坏血酸过氧化物酶，能高效的清除植物体内的过氧化氢，维持细胞稳态，当柳杉受到各种环境胁迫时，能够调节活性氧水平从而提高抗逆性。本发明所要解决的另一技术间题在于提供所述柳杉CfAPX基因的应用。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种柳杉抗寒调控基因CfAPX，其核苷酸序列如SEQIDNO.1所示。

所述的柳杉CfAPX基因的编码蛋白，其氨基酸序列如SEQIDNO.2所示。

含有所述的柳杉CfAPX基因的载体和宿主细胞。

所述的载体为植物重组表达载体。

所述的植物重组表达载体为PBI121+CfAPX。

所述的宿主细胞为农杆菌GV3101。

所述的柳杉抗寒调控基因CfAPX在提高植物抗逆性中的应用。

所述的应用，基因CfAPX在清除植物体内的过氧化氢，调节活性氧水平从而提高植物抗逆性。

所述的植株为柳杉或拟南芥。

有益效果：本申请通过实验发现CfAPX基因在低温胁迫下柳杉叶片中的基因表达量在-16℃达到峰值。通过构建表达载体PBI121-CfAPX对CfAPX进行功能验证，发现，转基因植株CfAPX基因的表达量上调，与野生型相比均达到了显著或极显著水平。因此，CfAPX基因可以调节植物抗坏血酸过氧化物酶活性，从而提高细胞清除活性氧，维持稳态的能力，进一步提高植株的抗逆性。本申请提供的柳杉CfAPX基因的表达蛋白是抗坏血酸过氧化物酶，其表达受到盐胁迫、干旱胁迫、低温胁迫等多种环境刺激的调节，在逆境条件下，APX的活性明显增强，参与将H₂O₂催化形成H₂O的过程，通过清除活性氧维持细胞氧化还原稳态，提高植物的抗逆性，对植物的生长发育具有重要意义。