[发明专利]茶树CsCIPK20基因在提高植物抗寒性中的应用

说明书

茶树CsCIPK20基因在提高植物抗寒性中的应用，属于生物基因工程和植物遗传育种技术领域。本发明首次揭示了茶树CsCIPK20基因正调控植物的抗寒性。通过在拟南芥中过表达该基及在茶树中沉默该基因进行生物学功能验证，证明所述CsCIPK20基因能提高植物的低温抗性。本发明为培育耐低温植物新品种提供了基因资源，具有较好的潜在应用价值。

技术领域

本发明属于生物基因工程和植物遗传育种技术领域，具体涉及茶树CsCIPK20基因在提高植物抗寒性中的应用。

背景技术

低温是一个严重的环境逆境，是植物生长发育的重要环境限制因子，温度胁迫已经严重威胁到经济作物的产量和品质。茶树是重要的以叶用为主的经济作物，其起源于热带或亚热带地区，对低温较为敏感。茶树的耐低温能力与茶叶产量、品质和生产经济效益息息相关，尤其是在春季临开采期间，若出现寒潮天气，刚萌出的茶树新梢受冻，直接导致巨大的经济损失。因此，研究茶树如何应答、适应和抵抗低温环境，选育并获得耐低温品种，对保障茶产业发展具有重要意义。

钙离子作为第二信使，在植物中参与许多生物学过程。植物对低温信号的初始反应可能是细胞膜上的钙离子通道，当受到低温刺激后，植物细胞内的钙离子浓度在短时间内迅速增加，从而激发下游耐寒防御反应。CIPK（Calcineurin B-like interactingkinase）蛋白激酶是植物特有的一类蛋白激酶，其通过结合钙离子信号受体蛋白CBL（Calcineurin B-like）来传递钙离子信号。已有研究表明，本发明涉及的CsCIPK20的表达受低温胁迫显著诱导，但其在低温胁迫下的具体功能仍未知。

利用转基因技术可以将内源或外源的抗逆基因导入需要改良的植物中，并使后代表现出稳定遗传的抗逆能力。目前，茶树转基因体系尚不成熟，而拟南芥是植物生物学研究领域的模式植物，通过农杆菌介导的转基因技术可以在拟南芥中过表达候选基因，从而研究候选基因的生物学功能。通过转基因技术使CsCIPK20基因在拟南芥中过量表达，获得的转CsCIPK20基因植株的抗冻性显著增加。同时，通过反义寡核苷酸诱导沉默技术，降低CsCIPK20基因在茶树叶片中的表达，CsCIPK20基因沉默的茶树叶片的抗冻性显著降低。所以，茶树CsCIPK20基因的克隆和功能验证可以为茶树抗寒育种提供基因资源。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计提供茶树CsCIPK20基因在提高植物抗寒性中的应用的技术方案。

本发明的构思如下：本申请通过对编码茶树钙调磷酸酶B蛋白互作蛋白激酶编码的基因CsCIPK20的研究，发现过表达该基因的转基因植株在低温胁迫下较野生型植株具有明显的抗冻表型，且电导率值下降。

本发明具体通过以下技术方案实现：

本发明一方面提供了茶树钙调磷酸酶B蛋白互作蛋白激酶基因CsCIPK20在提高植物抗寒性中的应用，该基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

进一步，所述植物包括木本植物和草本植物。

本发明另一方面提供了含有茶树钙调磷酸酶B蛋白互作蛋白激酶基因CsCIPK20的生物材料在提高植物抗寒性中的应用，该基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

进一步，该生物材料为重组DNA、表达盒、质粒载体、病毒载体或工程菌。

进一步，所述植物包括木本植物和草本植物。

本发明另一方面提供了获得具有抗寒性植物的方法，包括以下方式：

1）使植物包含茶树抗寒基因CsCIPK20；或

2）使植物过表达茶树抗寒基因CsCIPK20。

进一步，所述方式2）中将基因CsCIPK20导入植物中，获得CsCIPK20基因过表达的转基因植物。

进一步，具体包括以下步骤：