本發(fā)明專利技術(shù)公開了來源于新疆野蘋果的蛋白質(zhì)及其編碼基因與應(yīng)用。本發(fā)明專利技術(shù)所提供的蛋白質(zhì)是如下a）或b）的蛋白質(zhì)：a）氨基酸序列如SEQ?ID?No.2所示的蛋白質(zhì)；b）將SEQ?ID?No.2中的一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且與植物非生物脅迫抗性和/或植物生長相關(guān)的由a）衍生的蛋白質(zhì)。該蛋白及其基因具有調(diào)控植物非生物脅迫抗性和調(diào)控植物生長的功能。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及來源于新疆野蘋果的蛋白質(zhì)及其編碼基因與應(yīng)用。
技術(shù)介紹
在自然環(huán)境中，植物生長在開放的系統(tǒng)中，經(jīng)常會(huì)遇到冷、熱、旱、澇、鹽堿、大氣污染等不良環(huán)境的影響。不良環(huán)境作用于植物，將會(huì)引起植物體內(nèi)發(fā)生一系列的生理代謝反應(yīng)，表現(xiàn)為代謝和生長的可逆性抑制，嚴(yán)重時(shí)甚至引起不可逆?zhèn)Γ瑢?dǎo)致整個(gè)植株死亡。在各種環(huán)境脅迫中，干旱、低溫、高熱和高鹽等非生物脅迫對(duì)植物的影響尤為突出，表現(xiàn)為不同程度地對(duì)植物體內(nèi)水分狀況的影響，因此又成為水分脅迫，是制約植物生長和農(nóng)作物產(chǎn)量的最主要非生物性逆境因子。植物在長期的進(jìn)化中，逐漸形成了一系列應(yīng)答逆境脅迫的生理、代謝以及防御系統(tǒng)。從植物中克隆與調(diào)控植物非生物脅迫抗性相關(guān)的基因?qū)樘岣咧参飳?duì)非生物脅迫的抗性奠定物質(zhì)基礎(chǔ)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是提供一個(gè)調(diào)控植物非生物脅迫抗性和/或調(diào)控植物生長的蛋白質(zhì)及其編碼基因與應(yīng)用。本專利技術(shù)所提供的蛋白質(zhì)，名稱為MsDREB2C，來源于新疆野蘋果(Malussieversii (Ledeb. ) Roem.),是如下 a)或 b)的蛋白質(zhì)a)氨基酸序列如SEQ ID No. 2所示的蛋白質(zhì)；b)將SEQ ID No. 2中的一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且與植物非生物脅迫抗性和/或植物生長相關(guān)的由a)衍生的蛋白質(zhì)。其中，SEQ ID No. 2由398個(gè)氨基酸殘基組成。為了使上述(a)中的蛋白便于純化，可在由序列表中序列2所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)的氨基末端或羧基末端連接上如表1所示的標(biāo)簽。表1標(biāo)簽的序列 標(biāo)簽殘基序列 Poly-Arg5-6 (通常為 5 個(gè))RRRRR Poly-His2-10 (通常為 6 個(gè))HHHHHH FLAG8DYKDDDDK Strep-tag II 8WSHPQFEKc-myc10EQKLISEEDL上述(b)中的MsDREB2C可先合成其編碼基因，再進(jìn)行生物表達(dá)得到。上述(b)中的MsDREB2C的編碼基因可通過將SEQ ID No. 1的第151-1347位核苷酸所示的DNA序列中缺失ー個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的密碼子，和/或進(jìn)行ー個(gè)或幾個(gè)堿基對(duì)的錯(cuò)義突變，和/或在其5'端和/或3'端連上表1所示的標(biāo)簽的編碼序列得到。編碼MsDREB2C的核酸分子也屬于本專利技術(shù)的保護(hù)范圍。其中，所述核酸分子可以是DNA，如cDNA、基因組DNA或重組DNA ;所述核酸分子也可以是RNA,如mRNA或hnRNA等。 所述核酸分子具體可為如下1)或2)或3)或4)所示的基因1)編碼 MsDREB2C 的 DNA 分子；2)其編碼序列是SEQ ID No. 1的第151-1347位核苷酸的DNA分子；3)在嚴(yán)格條件下與1)限定的DNA分子雜交且編碼MsDREB2C的DNA分子；4)與1)限定的DNA分子具有90%以上的同源性且編碼MsDREB2C的DNA分子。上述嚴(yán)格條件可為用6XSSC，0. 5%SDS的溶液，在65°C下雜交，然后用2XSSC，0.1%SDS 和 1 X SSC, 0. 1%SDS 各洗膜一次。其中，SEQ ID No. 1由1438個(gè)核苷酸組成，其編碼序列是第151-1347位，編碼SEQID No. 2所不的蛋白質(zhì)。下述1) -4)中的任ー種生物材料也屬于本專利技術(shù)的保護(hù)范圍1)含有編碼MsDREB2C的核酸分子的表達(dá)盒；2)含有編碼MsDREB2C的核酸分子的重組載體；3)含有編碼MsDREB2C的核酸分子的重組微生物；4)含有編碼MsDREB2C的核酸分子的轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系。上述生物材料中，1)所述的含有編碼MsDREB2C的核酸分子的表達(dá)盒，是指能夠在宿主細(xì)胞中表達(dá)MsDREB2C的DNA，該DNA不但可包括啟動(dòng)MsDREB2C基因轉(zhuǎn)錄的啟動(dòng)子，還可包括終止MsDREB2C轉(zhuǎn)錄的終止子。進(jìn)ー步，所述表達(dá)盒還可包括增強(qiáng)子序列。2)所述的含有編碼MsDREB2C的核酸分子的重組載體具體可為在載體pCB302_3的多克隆位點(diǎn)插入MsDREB2C編碼基因得到的表達(dá)MsDREB2C的重組表達(dá)載體。3)所述重組微生物具體可為細(xì)菌，酵母，藻和真菌。其中，細(xì)菌可來自埃希氏菌屬(Escherichia),歐文氏菌(Erwinia),根癌農(nóng)桿菌屬(Agrobacterium)、黃桿菌屬(Flavobacterium),產(chǎn)喊菌屬(Alcaligenes),假單胞菌屬(Pseudomonas),芽胞桿菌屬(Bacillus)等。4)所述的轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系不包括植物的繁殖材料。本專利技術(shù)還保護(hù)編碼MsDREB2C的核酸分子、編碼MsDREB2C的核酸分子或上述任一種生物材料在調(diào)控植物非生物脅迫抗性和/或植物生長中的應(yīng)用；所述非生物脅迫為熱脅迫、干旱脅迫和冷脅迫中的至少ー種。本專利技術(shù)還提供了ー種培育抗非生物脅迫和/或生長增加的轉(zhuǎn)基因植物的方法。本專利技術(shù)所提供的培育抗非生物脅迫和/或生長增加的轉(zhuǎn)基因植物的方法，包括向受體植物中導(dǎo)入編碼MsDREB2C的核酸分子得到所述轉(zhuǎn)基因植物的步驟所述轉(zhuǎn)基因植物與所述受體植物相比，對(duì)非生物脅迫的抗性提高和/或生長增加；所述非生物脅迫為熱脅迫、干旱脅迫和冷脅迫中的至少ー種。上述應(yīng)用和方法中，所述植物可為單子葉植物或雙子葉植物。所述生長可為營養(yǎng)生長和/或生埴生長。所述營養(yǎng)生長可為根系的生長、莖的生長和/或葉的生長。所述根系的生長具體可體現(xiàn)在主根長度和/或側(cè)根數(shù)量上，所述葉的生長具體可體現(xiàn)為葉面積上(葉長和/或葉寬增加)。所述植物為種子植物，所述生殖生長可體現(xiàn)在種子重量上。在本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述調(diào)控植物非生物脅迫抗性為調(diào)控?cái)M南芥非生物脅迫抗性，所述調(diào)控植物生長為調(diào)控?cái)M南芥生長。所述轉(zhuǎn)基因植物為轉(zhuǎn)基因擬南芥。所述生殖生長體現(xiàn)在花薹高度、花薹數(shù)量和/或種子重量上。上述方法中，所述受體植物可為擬南芥，所述生長増加為花薹數(shù)量増加和/或種子重量増加。其中所述MsDREB2C基因可先進(jìn)行如下修飾，再導(dǎo)入受體植物中，以達(dá)到更好的表·達(dá)效果1)根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行修飾和優(yōu)化，以使基因高效表達(dá)；例如，可根據(jù)受體植物所偏愛的密碼子，在保持本專利技術(shù)所述MsDREB2C基因的氨基酸序列的同時(shí)改變其密碼子以符合植物偏愛性；優(yōu)化過程中，最好能使優(yōu)化后的編碼序列中保持一定的GC含量，以最好地實(shí)現(xiàn)植物中導(dǎo)入基因的高水平表達(dá)，其中GC含量可為35%、多于45%、多于50%或多于約60% ；2)修飾鄰近起始甲硫氨酸的基因序列，以使翻譯有效起始；例如，利用在植物中已知的有效的序列進(jìn)行修飾；3)與各種植物表達(dá)的啟動(dòng)子連接，以利于其在植物中的表達(dá)；所述啟動(dòng)子可包括組成型、誘導(dǎo)型、時(shí)序調(diào)節(jié)、發(fā)育調(diào)節(jié)、化學(xué)調(diào)節(jié)、組織優(yōu)選和組織特異性啟動(dòng)子；啟動(dòng)子的選擇將隨著表達(dá)時(shí)間和空間需要而變化，而且也取決于靶物種；例如組織或器官的特異性表達(dá)啟動(dòng)子，根據(jù)需要受體在發(fā)育的什么時(shí)期而定；盡管證明了來源于雙子葉植物的許多啟動(dòng)子在單子葉植物中是可起作用的，反之亦然，但是理想地，選擇雙子葉植物啟動(dòng)子用于雙子葉植物中的表達(dá)，單子葉植物的啟動(dòng)子用于單子葉植物中的表達(dá)；4)與適合的轉(zhuǎn)錄終止子連接，也可以提高本專利技術(shù)基因的表達(dá)效率；例如來源于CaMV的tml，來源于rbcS的E9 ;任何已知在植物中起作用的可得到的終止子都可以與本專利技術(shù)基因進(jìn)行連本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種蛋白，是如下a）或b）的蛋白質(zhì)：a）氨基酸序列如SEQ?ID?No.2所示的蛋白質(zhì)；b）將SEQ?ID?No.2中的一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且與植物非生物脅迫抗性和/或植物生長相關(guān)的由a）衍生的蛋白質(zhì)。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李天紅，趙凱，沈欣杰，廖雄，王琪，劉琳琳，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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