专利名称：一种来源于羊草的与抗旱相关的关键酶及其编码基因与应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及生物技术领域，是关于一种与精胺和亚精胺合成有关的调节酶及其编 码的基因与应用，尤其是涉及一种源于羊草并与干旱相关的SAMDC家族的关键酶及其编码 基因，及该基因在培育抗旱农作物、生态林草及能源植物中的应用。
背景技术：
干旱是中国北方常见的自然灾害，是影响植物生长和农作物产量的最主要的环境 因子，同时也严重影响了中国北方的草原生态环境。中国每年农作物受旱面积约3-4亿亩， 损失粮食500-600亿斤，干旱已成为我国农业生产的严重制约因素。因此，利用转基因技术 改良作物的耐旱性，提高农作物和各种经济植物对干旱的适应能力，是当前现代农业技术 领域的研究热点，同时也是我国及世界农业亟需解决的重大课题。植物对干旱胁迫的抵抗 和忍耐能力称为抗旱性，抗旱性是植物在长期演化过程中形成的对不良环境的适应性。多 年来，人们对植物响应干旱胁迫的机制进行了大量研究，积累了丰富的资料。随着分子生物 学的发展，人们能够在基因组成、表达调控及信号传导等分子水平上认识植物对干旱的耐 逆性机理，为利用基因工程手段改良植物的抗旱性能提供了可靠的理论基础和先进的技术 手段。由于植物抗旱机制的复杂性，利用传统育种方法提高植物的抗旱性十分困难。转 基因方法为植物抗旱育种提供了有效途径，但高效抗旱基因的分离和功能验证成为植物抗 旱基因工程的瓶颈因素。在精胺和亚精胺合成途径中，SAMDC (硫腺苷甲硫氨酸脱羧酶)是 一个关键酶，而精胺和亚精胺与植物的抗旱性密切相关。SAMDC酶活性的提高可导致植物体 内精胺和亚精胺含量增加，后者的升高能增强植物对干旱等多种逆境的适应能力。精胺和 亚精胺在植物体内还具有调控基因的表达、影响DNA、RNA和蛋白质的生物合成，细胞分裂、 分化等多种生物学功能。与此同时，精胺和亚精胺能抑制磷脂双分子层的运动、能提高类囊 体膜在受胁迫时的稳定性进而增强植物的抗旱性。当植物受到干旱胁迫时，腐胺含量增加， 过量的腐胺转化为精胺、亚精胺，进而通过抑制衰老来提高植物对干旱等逆境的抗性。同 时，精胺和亚精胺又可反馈调节腐胺的含量，从而使植物在胁迫后恢复正常的代谢和表型。因此，通过调控SAMDC的活性进而改变代谢过程中精胺、亚精胺含量，便植物的抗 旱性等多种抗逆性得综合改良，将为实施植物抗旱基因工程提供新的选择途径，对提高农 作物和经济作物及能源植物的抗旱性具有重要应用价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种与植物抗旱相关的蛋白。本发明提供的蛋白是羊草亚精胺和精胺合成途径中的限速酶硫腺苷甲硫氨酸脱 羧酶，名称为 LcSAMDCI 来源于羊草 Leymus chinensis (Trin.) Tzvel.，是如下 1)或 2)1)由序列1所示的氨基酸残基序列组成的蛋白质；
2)将序列1的氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/ 或添加且与植物多胺合成相关的由1)衍生的蛋白质。序列表中序列1由392个氨基酸残基组成，自氨基末端第5位-第339位氨基酸 残基为SAM_deCarb0X的保守结构域，自氨基末端第68位-第70位氨基酸残基为酶原剪切 位点序列，自氨基末端第247位-第318位氨基酸残基为PEST位点序列。为了便于LcSAMDCl的纯化，可在由序列1的氨基酸残基序列组成的蛋白质的氨基 端或羧基端连接上如表1所示的标签。表1标签的序列标签残基序列Poly-Arg5-6(通常为5个)RRRRRPoly-His2-10(通常为6个)HHHHHHFLAG8DYKDDDDKStrep-tag II8WSHPQFEKc-my c10EQKLISEEDL上述幻中的LcSAMDCl可人工合成，亦可先合成其编码基因，再进行生物表达得 到。上述2~)中的LcSAMDCl的编码基因可通过将序列2的自5'末端第555-1733位碱基所 示的DNA序列中缺失编码一个或几个氨基酸残基的密码子，进行一个或几个碱基对的错义 突变，和/或在该序列5'端和/或3'端连上表1所示的标签的编码序列获得。上述蛋白的编码基因也属于本发明的保护范围。上述蛋白的编码基因具体可为如下1)-5)中任一所述的基因1)其编码序列是序列表中序列2的自5'末端第555-1733位所示的基因；2)其核苷酸序列是序列表中的序列2的自5'末端第1-1890位所示的基因；3)其核苷酸序列是序列表中的序列2的基因；4)在严格条件下可与1)或幻或幻限定的基因杂交且编码所述蛋白的基因；5)与1)或2)或3)限定的基因具有90%以上的同源性且编码编码所述蛋白的基 因。序列表中的序列2由1905个碱基组成，其开放阅读框架(ORF)为自5'末端第 555-1733位碱基，编码氨基酸序列是序列表中序列1的LcSAMDCl蛋白。上述严格条件可为在0. IX SSPE (或0. 1XSSC)，0. 1% SDS的溶液中，在65°C条件 下杂交并洗膜。含上述编码基因的转基因细胞系、重组载体以及重组菌株也属于本发明的保护范 围。可用现有的植物表达载体构建含有LcSAMDCl基因的重组表达载体。所述植物表达载体包括双元农杆菌载体及可用于植物基因枪法转化的载体等，如pBI121、pBinl9、 PCAMBIA2301、pCAMBIA3301、pCAMBIA1301_UbiN、pCAMBIA1300 或其它衍生植物表达载体。 带有本发明的LcSAMDCl的植物表达载体可通过Ri质粒、Ti质粒、植物病毒载体、电导、直接 DNA转化、显微注射、农杆菌介导等生物学方法转化到植物细胞或组织中。被转化的植物宿 主既可以是高粱、水稻、玉米，甘蔗等单子叶植物，也可以是拟南芥、烟草、大豆、番茄、杨树、 苜宿等双子叶植物。使用LcSAMDCl基因构建重组表达载体时，可在其转录起始位点前加上任何一种 增强型、组成型、组织特异型或诱导型启动子，例如花椰菜花叶病毒(CAMV) 35S启动子、泛 素基因WDiquitin启动子(pW3i)、胁迫诱导型启动子Rd29A等，它们可单独使用或和其它 的植物启动子结合使用；另外，使用本发明所述的基因构建植物表达载体时，也可使用增强 子，包括翻译增强子和转录增强子，这些增强子所增强区域可以是ATG起始阅读框或邻接 区域起始阅读框等，但必需与编码序列的阅读框相同，以确保整个序列的正确翻译。所述翻 译调控信号和起始密码子的来源是广泛的，可以是天然的，也可以是合成的。翻译起始区域 可来自转录起始区域或结构基因。为了便于鉴定及筛选转基因植物细胞或植物，可以对所用植物表达载体进行加 工，例如加入能在植物中表达可产生颜色变化的酶或者发光化合物的基因(GUS基因、萤光 素酶基因)、抗生素标记物(庆大霉素标记物、卡那霉素标记物)或者抗化学试剂标记基因 (抗除莠剂基因)等。所述重组载体具体是在载体pYES2的多克隆位点间插入上述基因得到的重组表 达载体。扩增上述基因的全长或任一片段的引物对也属于本发明的保护范围。本发明的另一目的在于提供一种培育亚精胺合成量增加的转基因酵母的方法。本发明提供的培育亚精胺合成量增加的转基因酵母的方法，是将上述的基因转入 目的酵母中，得到转基因酵母，所述转基因酵母的亚精胺合成量高于所述目的酵母。上述的 基因是通过上述的重组载体导入所述目的酵母中的。上述目的酵母为酵母突变体Y0L052C。实验证明，LcSAMDCl可以调控植物亚精胺和精胺的合成，受干旱胁迫诱导，可以参 与羊草对干旱胁迫的响应，提高植物的抗旱性。LcSAMDCl及其编码基因对于培育抗旱性提 高的羊草及其他植物新品种具有重要实用价值，可用于农牧业和生态环境治理及能源植物 所需的抗旱新品种的培育与鉴定，具有较高的应用价值。本发明在农业、畜牧业及绿色清洁 能源等领域具有广阔的应用前景。
图1为经20% PEG处理的羊草幼苗总RNA的琼脂糖凝胶电泳检测结果；图2为3’ RACE产物的琼脂糖凝胶电泳检测结果；图3为5’ RACE产物的琼脂糖凝胶电泳检测结果；图4为PCR扩增LcSAMDCl全长cDNA的琼脂糖凝胶电泳检测结果；图5为LcSAMDCl的保守结构域的位置示意图；图6为LcSAMDCl的ORF及其功能位点示意图；图7为LcSAMDCl与其它植物的SAMDC蛋白氨基酸序列的同源性分析结果；图8为LcSAMDCl的系统进化树；
图9为LcSAMDCl基因在干旱处理条件下的表达模式(半定量RT-PCR)；图10为LcSAMDCl基因在干旱处理条件下的表达模式(实时定量PCR)；图11为不含亚精胺的培养基中a、b和c三种酵母株系的生长情况；图12为含亚精胺的培养基中b和c两种酵母株系的生长情况。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。下述实施例中，如无特殊说明，均为常规方法。实施例1、羊草硫腺苷甲硫氨酸脱羧酶基因LcSAMDCl全长cDNA序列的获得一、羊草硫腺苷甲硫氨酸脱羧酶基因LcSAMDCl 3’端序列的克隆1、植物材料处理及总RNA的提取以羊草(吉生一号，吉林省吉生羊草良种站，遗传资源来源披露登记表见表2)幼 苗为材料，PEG处理6小时后提取总RNA，进行琼脂糖凝胶电泳检测，结果如图1所示。 所提取的RNA有两条明显的电泳条带，从上到下依次为^S RNA和18SRNA，表明获得了纯度 较高、较完整的总RNA。2、羊草硫腺苷甲硫氨酸脱羧酶基因LcSAMDCl 3’端序列的克隆根据已公开的植物SAMDC的氨基酸残基序列寻找保守区域，根据保守区域序列设 计引物，具体的引物序列如下
Lcl 5' -GAGGGCTACGAGAAGCGCCTCGAGATC-3‘以上述步骤1提取的经干旱处理的羊草幼苗的总RNA为模板，用ft~imeSCriptTMlSt Strand cDNA Synthesized Kit试剂盒(Takara公司)并参照试剂盒说明书的要求， 反转合成其第一链cDNA。反应体系及反应条件如下01igO-dT(10pmOl/y 1)1μ 1， Total RNA ( ( 1 μ g) 2 μ 1, dNTP Mixture (10mmol/l each) 1. 0 μ 1,5 XBuffer 4. 0μ 1, RNaseInhibitor (40U/ μ 1)0. 5μ 1, PrimeScript RTase (200U/ μ 1)0. 5μ 1, RNase-free distilled waterll μ 1 ;65°C 5min，42°C 45min，70°C 15min。将合成的第一链 cDNA C存 于-20°C备用。以获得的第一链cDNA为模板，引物Lcl与引物01igodT_adaptor5' -GATTTCTGTC CGACGACTTTTTTTTTTTTTTTTTT-3 ‘配对进行PCR扩增；PCR反应体系为cDNA模板、Lcl引物 与OligodT-adaptor各 1 μ 1, IOXBuffer 2. 5 μ l,dNTP Mixture (10mmol/l each) 2 μ 1, Taq 酶 0. 25 μ 1，ddH20 12. 25 μ 1 ；反应条件为先 94°C预变性 5min ；然后 94°C 30s, 65°C 30s， 72°C 90s，共；35个循环；最后72°C延伸lOmin。反应结束后，对PCR扩增产物进行琼脂糖凝胶电泳检测，结果如图2所示。其 中，泳道M为DL2000DNA分子量标准(北京全式金生物技术有限公司)的DNA分子量标准， 泳道1为3’ RACE PCR扩增产物，结果表明，经PCR扩增获得了长度约为1300bp的目的片 段。回收并纯化3’ RACE产物，将其连接到PMD-18T载体(Takara公司)上，连接产物转化 大肠杆菌DH5 α感受态细胞(北京全式金生物技术有限公司)，筛选阳性克隆进行菌液PCR 鉴定，提取阳性克隆的质粒进行测序，对测序结果进行BLAST分析。结果表明，该片段的长 度为1321bp，其脱氧核糖核苷酸序列如序列表中序列3所示，与植物中已知的SAMDC类基因 的序列具有较高的同源性，表明该片段可能为羊草LcSAMDCl编码基因的3’端序列。
二、羊草硫腺苷甲硫氨酸脱羧酶基因LcSAMDCl 5’端序列的克隆根据上述步骤一获得的LcSAMDCl基因3，端cDNA序列设计引物Lc2 5 ‘ -AACTTCTTCGTTCGCGGCAAAGCTC-3 ‘，以步骤一提取的经干旱处理的羊草幼苗的总 RNA为模板，采用!Iomega公司的5’ RACE试剂盒并参照试剂盒说明书，反转录合成其第 一链 cDNA。反应体系及条件如下1 μ 1 RNA, 1 μ 1 5' -CDS primer A, 1 μ ISMART II A oligo，lyl DTT (20mM)，1 μ 1 dNTP Mix (IOmM)，1 μ 1 MMLVReverseTranscriptase, 2 μ 1 5X First-Strand Buffer, 2 μ 1 sterile H2O ；70°C 2min，冰上 2min，42°C 1. 5h，72°C 7min。以获得的第一链cDNA为模板，引物Lc2与引物UPM(Promega公司Long(0. 4 μ Μ) 5 ' -CTAATACGACTCACTATAGGGCAAGCAGTGGTATCAACGCAGAGT-3 ‘，Short (2 μ Μ) 5 ' -CTAATACGACTCACTATAGGGC-3 ‘)配对进行 PCR 扩增；PCR 反应体系为1 μ 1 50Χ Advantage 2Polymerase Mix,34.5 μ 1 PCR-Grade Water,5 μ 1 IOXAdvantage 2PCR Buffer,1 μ 1 dNTP Mix(IOmM)，1 μ 1 50Χ Advantage 2PolymeraseMix,5 μ 1UPM,1 μ 1 弓L Lc2 ，2. 5 μ IcDNA 模板；反应条件为先 94°C 30s，然后 68°C 30s, 70°C 60s，共；35 个循环； 最后70°C延伸IOmin0反应结束后，对PCR扩增产物进行琼脂糖凝胶电泳检测，结果如图3所示。其 中，泳道M为DL2000DNA分子量标准(北京全式金生物技术有限公司)的DNA分子量标准， 泳道1为5’ RACE PCR扩增产物，结果表明，经PCR扩增获得了长度约为1600bp的目的片 段。回收并纯化5’ RACE产物，将其连接到PMD-18T载体上，连接产物转化大肠杆菌DH5ci 感受态细胞，筛选阳性克隆进行菌液PCR鉴定，提取阳性克隆的质粒进行测序，对测序结果 进行BLAST分析。结果表明，该片段的长度为1577bp，其脱氧核糖核苷酸序列如序列表中序 列4所示，与植物中已知的SAMDC类基因的5’端序列具有较高的同源性，表明该片段可能 为羊草SAMDC编码基因的5’端序列。三、羊草硫腺苷甲硫氨酸脱羧酶基因LcSAMDCl全长cDNA序列的获得及PCR检测利用上述步骤一和步骤二获得的长度为1321bp和1577bp片段之间的重叠区，借 助Contig软件拼接得到的LcSAMDCl基因的全长cDNA序列，其脱氧核糖核苷酸序列如序列 表中序列2所示。序列表中序列2由1905个碱基组成，自5’端第555位-第1733位为其 编码序列，编码具有序列表中序列1所示的氨基酸残基序列的蛋白质。序列表中序列1由 392个氨基酸残基组成。根据LcSAMDCl基因全长cDNA序列设计如下引物1:5' -GCCGCACGCTAACTCGTTCCACAAG-3‘，2:5' -TCTCCAAACAGTACGCTCATTGTGG-3‘。以上述步骤一提取的经干旱处理的羊草幼苗的总RNA经反转录合成的第一链 cDNA为模板，用本步骤的引物1和2进行PCR扩增。对PCR扩增产物进行1 %琼脂糖凝胶 电泳检测，结果如图4所示。其中，泳道M为DL2000DNA分子量标准(北京全式金生物技术 有限公司)的DNA分子量标准，泳道1为PCR扩增产物。结果表明，经PCR扩增获得了长度 约为1900bp的片段。回收并纯化该产物，将其连接到PMD-18T载体上，连接产物转化大肠 杆菌DH5 α感受态细胞，筛选阳性克隆进行菌液PCR鉴定，提取阳性克隆的质粒进行测序。 测序结果表明，该PCR扩增产物与上述拼接得到的序列(序列2的自5’端第1-1905位) 在扩增部分完全相同，扩增部分的片段的核苷酸序列如序列2的自5’端第1-1890位所示，7自5’端第555位-第1733位为其编码序列)，表明所克隆的3’ RACE片段和5’ RACE片段 属于同一基因，将该基因命名为LcSAMDCI，将其编码的蛋白命名为LcSAMDCl。实施例2、LcSAMDCl及其编码蛋白的生物信息学分析—、LcSAMDCl基因的序列分析及其编码蛋白的结构功能预测利用DNAMAN和OMIGA软件对实施例1获得的LcSAMDCl的全长cDNA序列进行生 物信息学分析，该序列全长19(^bp，自5，端第555位-第1733位为0RF，编码由392个氨 基酸残基组成的蛋白质LcSAMDCl，LcSAMDCl的结构示意图如图5所示。推测其分子量为 42. 881kDa，等电点 pi 值 4. 617。用在线 Blast 工具(http//blast, ncbi. nlm. nih. gov/ Blast, cgi)分析LcSAMDCl的结构域，结果表明，该蛋白含有一个典型的SAM_decarbox结构 域，即序列表中序列1自氨基端第5位-第339位氨基酸残基，如图5，该结构域由334个氨 基酸残基组成，表明该蛋白是SAMDC家族中的一员。分析结果还表明，LcSAMDCl蛋白的氨 基端存在一个典型的酶原剪切位点，即图6中实线方框中的SYVLSESSLF序列，羧基端存在 一个蛋白降解的PEST位点，即图6中的虚线方框中的TIHVTPEDGFSYASYEV序列。上述分析 结果表明LcSAMDCl是一种硫腺苷甲硫氨酸脱羧酶，属于SAMDC家族。二、LcSAMDCl与植物中其它已克隆的SAMDC类蛋白编码氨基酸序列的同源性及系 统进化树分析利用DNAMAN软件对LcSAMDCl与植物中其它已克隆的SAMDC氨基酸序列(GeneBank登陆号为TaSAMDC AAD17232，NtSAMDC AAB88854, VvSAMDC CAD98785, TmSAMDC ABJ15728, OsSAMDC CAA69074, GmSAMDC AAL89723, IbSAMDC AAF71199, SISAMDC ABQ42184,MsSAMDCAB077440,ZmSAMDC CAA69075)进行同源性分析和系统进化树分析，同源 性分析结果如图7所示。结果表明，LcSAMDCl与单子叶植物小麦、水稻、玉米和甘蔗SAMDC 的同源性分别为95%,86^^84%和76% ；而与双子叶植物拟南芥、大豆和葡萄等的SAMDC 的同源性在53%和56%之间，表明LcSAMDC与单子叶植物SAMDC的同源性较高，而与双子 叶植物SAMDC的同源性较低。SAMDC类蛋白在进化过程中出现了较大的差异，但在每一类植 物中该蛋白相对比较保守，如图8。实施例3、LcSAMDCl在干旱条件下的表达模式分析将正常生长8周的羊草幼苗进行不同时间(0、1、3、6、12、M小时)的干旱(20% 聚乙二醇6000)处理。分别提取上述处理羊草幼苗的总RNA，分别通过RT-PCR(引物为 LcSAMDCl 15' -AGGCATACGACTGCAACAACG-3‘ ；2:5' -ACGC-AGCAAACCACCTAGAGCT-3‘； 内参Actin :1:5' -TGGACTCTG-GTGATGGTGTGAG-3‘ ；2 5' -GTGCTAAGGGAGGCAAGGATG-3‘， 反应条件为94 "C 4min ；94 "C 30s, 60 "C 30s, 72 "C 30s, 25 个循环)和实 时定量 PCR(引物为LcSAMDCl :1 :5 ‘ -CAACATTGTGGAGCAGGAGC-3 ‘ ；2 5 ‘ -CAGAAAATCATCGCATCACT-CG-3 ‘内参 Actin 1 :5 ‘ -CCCATGCTATC-CTTCGTCTCGACCT-3 ‘；2 5' -TCGTAGCTCTTCTCCACGGAGGAGC-3 ‘，反应条件为95°C IOs ；95°C 5s,60°C 20s, 72°C 30s, 40个循环)方法分析LcSAMDCl基因在干旱条件下的表达模式，结果如图9、10所 示。结果表明，LcSAMDCl虽具有一定的组成型表达，但其转录水平明显受干旱诱导，随着胁 迫时间的延长，LcSAMDCl基因的相对表达量迅速增加，到12h达到最大值。实施例4、LcSAMDCl的功能验证一、LcSAMDCl 转入酵母菌
将实施例1扩增得到的LcSAMDCI基因通过含有KpnI和NotlI酶切位点的引 物扩增(引物序列 1 :5 ‘ -GGTACCGCCGCACGCTAACTCGTTCCACA-3 ‘ ,2 5 ‘ -GCGGC-CGCTC TCCAAACAGTACGCTCATT-3 ‘)，将扩增得到的目的片段回收并纯化，将其连接到pMD- 19T simple (TaKaRa Code :D104A)载体上，连接产物转化大肠杆菌DH5 α感受态细胞，筛选阳性 克隆进行菌液PCR鉴定，提取阳性克隆的质粒进行测序。测序结果表明，扩增出的片段具有 序列2中的自5’端第1-1890位所示的核苷酸序列。提取测序结果正确的克隆中的质粒，用 KpnI和NotlI酶切后插入到通过同样酶切的酵母诱导型表达载体pYES2(美国hvitrogen 公司)的KpnI和NotlI酶切位点间，将获得的重组载体命名为pYES2-LcSAMDCl。将重 组载体pYES2-LcSAMDCl导入到SAMDC基因功能缺失的酵母突变体Y0L052c株系(德国 EUR0SCARF公司，商品目录号Y01743)中，同时用转入pYES2空载体的转基因酵母和酵母突 变体Y0L052c株系作为负对照。以uracile为筛选标记，筛选转pYES2_LcSAMDCl的转基因 酵母和转pYES2空载体的转基因酵母。原理是Y0L052c株系是URA3缺陷型，pYES2上有 URA3，是尿嘧啶合成的关键酶基因，在不含uracile的培养基中，无pYES2的酵母菌不能生 长。将转pYES2_LcSAMDCl的转基因酵母、转pYES2空载体的转基因酵母和酵母突变 体Y0L052C株系分别在含有和不含有亚精胺的两种SG培养基(SG培养基0.6% Yeast Nitrogen Base，2%半乳糖，补加所需各种氨基酸)中进行30°C连续培养4天。通过测定菌 液OD6tltl的值来监测菌液的生长情况。结果如图11和图12所示。a表示转入LcSAMDCl的转基因酵母菌株系的生长，b 为转入pYES2空载体作为负对照的转基因酵母菌株系，c为酵母突变体Y0L052C株系。图 11为不含亚精胺的培养基中a、b和c的生长情况，图12为含有亚精胺的培养基中b和c的 生长情况。结果表明，在不含亚精胺的培养基中，a的菌液浓度趋于稳定，b和c的菌液浓度 逐渐降低(图11)，而在存在外源亚精胺的条件下，b和c亦可正常生长(图12)。这些结 果说明LcSAMDCl能够编码有功能的LcSAMDCl蛋白，可互补SAMDC功能缺失的酵母突变体 株系，使其正常生长。序列表<110>中国科学院植物研究所<120> 一种来源于羊草的与抗旱相关的关键酶及其编码基因与应用<160>5<210>1<211>392<212>PRT<213> 羊草(Leymus chinensis (Trin.) Tzvel.)<400>1MET Ala Ala Pro Val Ser Ala lie Gly Phe Glu Gly Tyr Glu Lys Arg151015Leu Glu lie Thr Phe Ser Glu Ala Ser lie Phe Ala Asp Pro His Gly202530Arg Gly Leu Arg Ala Leu Ser Arg Ala Gln lie Asp Ser Val Leu Asp
354045LeuAlaArgCysThrlieValSerGluLeuSerAsnLysAspPheAsp505560SerTyrValLeuSerGluSerSerLeuPhelieTyrSerGlnLyslie65707580VallieLysThrCysGlyThrThrMETLeuLeuLeuThrlieProArg859095IleLeuGluLeuAlaGluGluLeuCysMETProLeuAlaAlaValLys100105110TyrSerArgGlyMETPheliePheProGlyAlaGlnProAlaProHis115120125ArgSerPheSerGluGluValAspValLeuAsnArgTyrPheGlyGly130135140LeuLysSerGlyGlyAsnAlaTyrVallieGlyAspProAlaLysPro145150155160GlyGlnLysTrpHislieTyrTyrAlaThrGluGlnProGluGlnPro165170175METValThrLeuGluMETCysMETThrGlyLeuAspLysLysLysAla180185190SerValPhePheLysThrSerAlaAspGlyHisValSerCysAlaLys195200205GluMETThrLysLeuSerGlylieSerAsplielieProGluMETGlu210215220ValCysAspPheAspPheGluProCysGlyTyrSerMETAsnAlalie225230235240HisGlySerAlaPheSerThrlieHisValThrProGluAspGlyPhe245250255SerTyrAlaSerTyrGluValMETGlyMETAspAlaSerAlaLeuAla260265270TyrGlyAsplieValLysArgValLeuArgCysPheGlyProSerGlu275280285PheSerValAlaValThrliePheGlyGlyArgGlyHisAlaAlaThr290295300TrpGlyLysLysLeuAspAlaGluAlaTyrAspCysAsnAsnlieVal305310315320GluGlnGluLeuProCysGlyGlyValLeulieTyrGlnSerPheAla325330335AlaAsnGluGluValAlaValSerAlaGlySerProArgSerValPhe340345350
权利要求
1.一种蛋白，是如下1)或幻的蛋白质1)由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；2)将序列表中序列1的氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失 和/或添加且与植物多胺合成相关的由1)衍生的蛋白质。
2.权利要求1所述蛋白的编码基因。
3.根据权利要求2所述的基因，其特征在于所述基因是如下1)-5)中任一所述的基因1)其编码序列是序列表中序列2的自5'末端第555-1733位所示的基因；2)其核苷酸序列是序列表中的序列2的自5'末端第1-1890位所示的基因；3)其核苷酸序列是序列表中的序列2的基因；4)在严格条件下可与1)或幻或幻限定的基因杂交且编码权利要求1所述蛋白的基因；5)与1)或幻或幻限定的基因具有90%以上的同源性且编码编码权利要求1所述蛋 白的基因。
4.含有权利要求2或3所述基因的重组载体、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在载体PYES2的多 克隆位点间插入权利要求2、3所述基因得到的重组表达载体。
6.扩增权利要求2、3所述基因的全长或任一片段的引物对。
7.一种培育亚精胺合成量增加的转基因酵母的方法，是将权利要求2或3所述的基因 转入目的酵母中，得到转基因酵母，所述转基因酵母的亚精胺合成量高于所述目的酵母。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于权利要求2或3所述的基因是通过权利 要求4或5所述的重组载体导入所述目的酵母中的。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于所述目的酵母为酵母突变体 Y0L052c。
全文摘要
本发明公开了一种与植物抗旱相关的蛋白。本发明提供的蛋白来源于羊草Leymuschinensis(Trin.)Tzvel.，是如下1)或2)1)由序列1所示的氨基酸残基序列组成的蛋白质；2)将序列1的氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物多胺合成相关的由1)衍生的蛋白质。通过调控LcSAMDC1的活性进而改变代谢过程中精胺、亚精胺含量，对提高农作物和经济作物及能源植物的抗旱性具有重要的理论意义和应用价值，将为实施植物抗旱基因工程提供新的选择途径。
文档编号C12N1/21GK102051351SQ200910236800
公开日2011年5月11日 申请日期2009年10月30日 优先权日2009年10月30日
发明者刘公社, 彭献军, 李晓峰, 赵爱国, 陈双燕, 齐冬梅 申请人:中国科学院植物研究所