来源于橡胶树具有抗氧化功能的蛋白及其编码基因与应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种来源于橡胶树具有抗氧化功能的蛋白及其编码基因与应用。本发明所提供的具有抗氧化功能的蛋白是如下（a）或（b）：（a）由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；（b）将序列1的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有抗氧化活性的由序列1衍生的蛋白质。实验证明，本发明所提供的具有抗氧化功能的蛋白的编码基因HbAOP在橡胶树叶片中表达量最高，该基因的表达受过氧化氢、干旱、低温、氯化钠的调控。将HbAOP基因在大肠杆菌中原核表达能提高大肠杆菌的抗氧化活性，证明HbAOP具有抗氧化作用。可将HbAOP转入植物或微生物中，提高其对活性氧的清除能力，从而提高抗氧化胁迫的能力。
【专利说明】来源于橡胶树具有抗氧化功能的蛋白及其编码基因与应用
【技术领域】
[0001]本发明属于基因工程领域，涉及一种来源于橡胶树具有抗氧化功能的蛋白及其编码基因与应用。
【背景技术】
[0002]正常生理情况下,植物体内活性氧(Reactive Oxygen Species, R0S)的产生与清除处于动态平衡状态。干旱、低温、高温、盐胁迫和重金属等逆境条件会破坏植物细胞内ROS的代谢平衡，造成大量ROS在体内积累。过量积累的ROS不仅可直接攻击膜系统中不饱和脂肪酸，导致膜脂过氧化及其产物丙二醛(MDA)的产生，进而破坏了膜结构使膜的流动性下降，还可以造成喊基突变、DNA链 的断裂和蛋白质的损伤。最终引起一系列生理生化功能的改变。如ROS中的氧自由基(OFR)可以通过与膜上的酶和受体共价结合以及与膜脂质或蛋白上的游离氨基发生交联，从而改变了膜成分的活性和结构，也可使膜微粘度和膜脆性增加，造成细胞活性物质外溢，进一步扩大了自由基的损伤作用。总之，当植物体内大量积累ROS时，会严重影响植物的正常生长发育，甚至导致植物死亡。
[0003]植物体在长期进化过程中形成了酶促和非酶促两大类抗氧化系统，它们在植物体内能有效清除R0S，减轻或避免ROS对植物造成伤害，从而使植物表现出对氧化胁迫的抗性。酶促抗氧化系统包括超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase, S0D)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(Ascorbate Peroxidase,APX)等。非酶促抗氧化系统主要有抗坏血酸、甘露醇、类黄酮和α-生育酚等。虽然，当植物体受到氧化胁迫时会启动自身的抗氧化系统，但是随着污染及紫外辐射的日益严重化，增强植物的抗氧化能力显得尤为重要，这势必会对提高作物及植物来源的工业原料的产量具有很大的作用。
[0004]天然橡胶(顺式-1，4-聚异戊二烯，橡胶烃)是四大重要工业原料之一，是事关国计民生和国防安全的重要战略物资。随着经济的发展，我国对天然橡胶的供需矛盾日益突出。已有研究表明橡胶树的排胶时间和死皮是天然橡胶产量的限制因子。ROS能破坏橡胶树胶乳中黄色体膜，致使胶乳原位凝固，从而引起乳管堵塞，停止排胶，严重时甚至导致橡胶树死皮发生。因此，提高橡胶树抗氧化能力及对氧化胁迫的适应能力有助于提高橡胶树胶乳产量。目前在橡胶树中已经发现了超氧化物歧化酶(SOD)等基因，若能在橡胶树中继续发现新的具有较强抗氧化能力的基因，对于获得抗氧化能力增强的橡胶树新品种，进而提高橡胶产量将具有重要的作用。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种来源于橡胶树具有抗氧化功能的蛋白及其编码基因与应用。
[0006]本发明所提供的具有抗氧化功能的蛋白，名称为HbAOP，来源于大戟科橡胶树属巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)品种热研7-33-97,是如下(a)或(b):
[0007](a)由序列表中序列I所示的氨基酸序列组成的蛋白质；[0008](b)将序列I的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有抗氧化活性的由序列I衍生的蛋白质。
[0009]为了便于HbAOP蛋白的纯化，可在由序列表中序列I的氨基酸残基序列组成的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如下表所示的标签。
[0010]表:标签的序列
[0011]
【权利要求】
1.蛋白质，是如下(a)或(b): Ca)由序列表中序列I所示的氨基酸序列组成的蛋白质； (b)将序列I的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有抗氧化活性的由序列I衍生的蛋白质。
2.编码权利要求1所述蛋白质的核酸分子。
3.根据权利要求2所述的核酸分子，其特征在于:所述核酸分子是编码权利要求1所述蛋白质的基因；所述基因是如下I)至4)中任一所述的DNA分子: 1)编码序列为序列表中序列2的第37-1710位所示的DNA分子； 2)序列为序列表中序列2所示的DNA分子； 3)在严格条件下与I)或2)限定的DNA分子杂交且编码权利要求1所述蛋白质的DNA分子; 4)与I)-3)中任一限定的DNA分子具有90%以上同源性且编码权利要求1所述蛋白质的DNA分子。
4.含有权利要求2或3所述核酸分子的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌。
5.根据权利要求4所述的重组载体，其特征在于:所述重组载体为重组表达载体或重组克隆载体。
6.根据权利要求5所述的重组载体，其特征在于:所述重组表达载体中启动所述基因转录的启动子为T7启动子 。
7.权利要求1所述的蛋白质，或权利要求2或3所述的核酸分子，或权利要求4或5或6所述的重组表达载体、表达盒或重组菌在如下al) _a4)任一中的应用: al)调控生物的抗氧化能力； a2)选育抗氧化能力提高的生物品种； a3)调控生物的抗逆性； a4)选育抗逆性提闻的生物品种； 所述抗逆性为如下中的任一种:抗旱性、抗低温、抗盐性。
8.一种培育抗氧化能力提高的转基因生物的方法，包括将编码权利要求1所述蛋白质的基因导入目的生物中得到转基因生物的步骤；所述转基因生物与所述目的生物相比，抗氧化能力提闻。
9.根据权利要求7所述的应用或权利要求8所述的方法，其特征在于:所述抗氧化体现为对过氧化氢的抗性。
10.根据权利要求7-9中任一所述的应用或方法，其特征在于:所述生物为微生物； 所述微生物具体为大肠杆菌。
【文档编号】A01H5/00GK103739687SQ201310716561
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月23日 优先权日:2013年12月23日
【发明者】邓治, 聂智毅, 李德军 申请人:中国热带农业科学院橡胶研究所