[发明专利]绢毛委陵菜PsSPMS基因及其应用

说明书

本发明涉及一种绢毛委陵菜PsSPMS基因及应用。该基因核苷酸序列长度为1107bp，序列为SEQ.NO.1，该基因编码的氨基酸序列长度为368aa，序列为SEQ.NO.2。本发明构建了植物重组表达载体PBI121‑PsSPMS‑GFP，并转入模式植物拟南芥中，获得过表达株系。在Cd胁迫下验证了PsSPMS基因功能，该基因能够有效缓解过量Cd对植物的损害，为培育耐镉植物提供了基因资源。

技术领域

本发明属于植物分子生物学领域，具体地说，本发明涉及绢毛委陵菜PsSPMS基因及利用该基因提高转基因植物抗重金属镉的应用。

背景技术

重金属镉(Cd)是人体非必需元素，当环境受到镉污染后，镉可在生物体内富集，通过食物链进入人体引起慢性中毒。土壤重金属污染严重制约人类生活和农业生产。重金属污染导致土壤退化、养分流失和农作物产量下降，而且通过地表径流、地下水循环等污染水资源，严重威胁人类生存和生态环境。镉在土壤中的污染具有潜伏性、累积性和不可逆性，并且在土壤中的污染不仅面积大，而且作用时间长。因此，防治、降低重金属镉污染的负面效应以及加强污染土壤的修复，对于改善生态环境和确保农业生产生活的安全性具有重要意义。

绢毛委陵菜(Potentilla sericea)为蔷薇科(Rosaceae)蔷薇亚科(RosoideaeFocke)委陵菜属(Potentilla)的多年生草本植物，主要分布在我国东北地区，耐阴、耐寒、耐旱、耐贫瘠、耐粗放管理，生长在山坡、林缘、草原及砂地。株型较矮小、绿期和花期较长，是固土护坡、保护环境的优良地被植物，具有很高的应用价值，可成为良好的园林绿化资源。当前对绢毛委陵菜的研究多集中在林下地被、药用价值、逆境生理等方面，缺乏分子水平层面上的研究。

多胺(Polyamines，PAs)是一类含有两个至多个氨基的化合物，多胺具有促进组织生长、膜的正常维持、生理抗性等功能。在植物中，大量存在的多胺是腐胺(Putrescine，Put)、亚精胺(Spermidine，Spd)和精胺(Spermin，Spm)。其中Put在亚精胺合酶(Spermidinesynthase，SPDS)和精胺合酶(Spermine synthase，SPMS)的催化下依次连续生成Spd和Spm。Spm在植物抗逆过程中发挥重要作用，比如在Cd胁迫条件下，植物内活性氧积累导致生物膜脂质过氧化，大量实验证明，Spm一方面在酶促系统通过提高超氧化物歧化酶(Superoxidedismutase，SOD)、过氧化物酶(Peroxidase，POD)、过氧化氢酶(Catalase，CAT)等保护酶的活性，减轻活性氧对生物膜的危害；另一方面在非酶促系统通过提高谷胱甘肽(Glutathione，GSH)和抗坏血酸(Aseorbate peroxidase，APX)抗氧化非酶物质的含量，减少过氧化氢(H₂O₂)和丙二醛(Malondialdehyde，MDA)的含量。但迄今，已报道的多胺基因仅局限于亚精胺合酶基因在马铃薯(Solanum tuberosum)抗性上的相关研究，对精胺合酶基因的研究尚未见报道。

发明内容

本发明的目的是克隆绢毛委陵菜PsSPMS基因及其编码的蛋白质。

本发明的另一目的是提供绢毛委陵菜PsSPMS基因的应用。

为了实现本发明目的，本发明提供了绢毛委陵菜PsSPMS基因，是编码如下蛋白质(a)或(b)的基因：

(a)由SEQ.NO.2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

(b)SEQ.NO.2所示序列经取代、缺失或添加一个或几个氨基酸且具有同等功能的由(a)衍生的蛋白。

本发明PsSPMS基因受NaCl、干旱、锌和镉胁迫诱导后启动表达，其中镉胁迫最为明显。

本发明PsSPMS基因的核苷酸序列如SEQ.NO.1所示。本发明采用如下方法克隆得到PsSPMS基因。