专利名称：一种橡胶树胶乳小G蛋白Rop家族成员蛋白及其编码基因的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种橡胶树胶乳小G蛋白Rop家族成员蛋白HbRop3及其编码基因的应用。
背景技术：
小G蛋白是结合鸟苷酸(GTP)的单体蛋白，在真核细胞中具有分子开关的作用(Zhenbiao Yang, Small GTPases!Versatile Signaling Switches in Plants. The PlantCell,2002. 14, p. S375-S388;V Vernoud, V. , et al. ,Analysis of the small GTPase genesuperfamily of Arabidopsis. Plant physiology,2003.131 (3):p. 1191-1208;Nibaua,C. , ffu, HM. and Cheung, AY. , RAC/R0P GTPases: ‘hubs’ for signal integration anddiversification in plants. Trends in Plant Science, 11 (6) :p. 309-315)。许多石开究证实，植物小G蛋白Rop亚家族成员是植物进化中形成的一类特有基因，它们广泛参与植物细胞内的多种生理活动，包括肌动蛋白细胞骨架的组织、细胞极性、细胞生长、分化和死亡、细胞壁形成、细胞质内钙离子浓度的调控，02_和H2O2生成，泛素依赖的蛋白降解系统，胁迫或激素诱导的信号转导等。随着科研工作的深入开展，人们发现小G蛋白Rop家族基因的功能更加多样化，在不同的植物中，表现出与不同经济生物学特性的相关性。例如，在棉花中，与棉纤维的发育密切相关；在豆科植物中，与根瘤菌的侵入和形成相关；在桉树中，参与桉树次生木质部的发生发育等(Foucart, C.，et al. , Overexpression of EgROPl, a Eucalyptusvascular-expressed Rac-Iike small GTPase, affects secondary xylem formation inArabidopsis thaliana. New Phytol, 2009. 183 (4) :p. 1014-29)。那么在橡胶树中呢，到目前为止，未见任何有关橡胶胶乳小G蛋白Rop家族基因克隆的相关报道。天然橡胶(顺式-1，4-聚异戊二烯，橡胶烃)是一种重要的工业原料和不可或缺的战略物资，在世界经济发展中扮演重要角色。目前，巴西橡胶树是天然橡胶的主要来源。巴西橡胶树的乳管是天然橡胶生物合成和贮存的地方，也是橡胶树的一种防卫结构。天然橡胶生物合成是乳管细胞内的主要代谢活动，因为橡胶烃占其细胞质(胶乳)干重的90%以上。胶乳再生过程要求乳管细胞具有非常强的代谢活性，特别是能量再生代谢、蛋白质合成和运输。基于对植物小G蛋白Rop家族基因功能的分析，我们推测小G蛋白Rop成员，尤其是胶乳中的Rop成员，在橡胶树中也一定会具有重要的功能。最近李德军等(2010)报道活性氧的产生与清除很可能在橡胶树重要病害一死皮病(tapping panel dryness, TPD)发生中具有重要作用，而小G蛋白Rop成员参与调控ROS的产生，因此很可能参与死皮病的发生调控° (Li，D.，et al. , Identification and characterization of genes associatedwith tapping panel dryness from Hevea brasiliensis latex using suppressionsubtractive hybridization. BMC Plant Biol, 2010. 10:p. 140),他们只是报道了 Rop成员的部分序列，没有克隆该成员基因，也没有更多深入研究。不过他们的研究可以证明我们推测的正确性。
发明内容
本发明的目的是提供一种小G蛋白Rop家族成员蛋白及其编码基因与应用。本发明所提供的小G蛋白Rop家族成员蛋白，来源于大戟科橡胶属的巴西橡胶树(Hevea brasiliensis),名称为HbRop3,是如下I)或2)的蛋白质:I)由序列表中序列I 所示的氨基酸序列组成的蛋白质；2)将序列表中序列I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/或添加且与序列I所示蛋白具有相同活性的由I)衍生的蛋白质。序列表中的序列I由198个氨基酸残基组成。为了便于序列I编码的HbRop3纯化，可在由序列表中序列I所示的氨基酸序列组成的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如表I所示的标签。表I标签的序列
权利要求
1.一种蛋白质，是如下I)或2)所示的蛋白质 1)由序列表中的SEQID No . I的氣基酸残基序列组成的蛋白质； 2)将序列表中的SEQID No . I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/或添加且具有GTP结合相关功能的由SEQ ID Na 1衍生的蛋白质。
2.根据权利要求I所述的蛋白质，其特征在于所述蛋白质为具有GTP结合活性的蛋白质。
3.权利要求I或2所述的蛋白的编码基因。
4.根据权利要求3所述的编码基因，其特征在于所述编码基因的核苷酸序列如下I)、2)、3)或4)所示· 1)序列表中SEQID Na 2的核苷酸序列； 2)序列表中SEQID Na 2自5'末端第94-690位核苷酸所示的核苷酸序列； 3)在严格条件下可与I)或2)所述的DNA序列杂交的核苷酸序列。
4)与序列表中SEQID Na 2的核苷酸序列具有80%以上的同源性的且编码蛋白具有与GTP结合功能的核苷酸序列。
5.含有权利要求3或4所述的编码基因的重组表达载体。
6.含有权利要求3或4所述的编码基因的转基因细胞系。
7.含有权利要求2或3所述的编码基因的转基因重组菌。
8.权利要求I所述的蛋白及其编码基因在培育抗病性提高的转基因橡胶树中的应用。
9.权利要求I所述的蛋白及其编码基因在结合鸟苷酸中的应用。
10.权利要求所述的蛋白及其编码基因在培育抗逆境胁迫和提高林木径向生长中的应用和/或在培育产量提高的转基因橡胶树种的应用。
全文摘要
本发明公开了一种橡胶树胶乳小G蛋白Rop家族成员蛋白及其编码基因与应用。该蛋白是具有下述氨基酸残基序列之一的蛋白质1)序列表中的SEQ ID No.1的氨基酸残基序列；2)将序列表中的SEQ ID No.1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/或添加且具有GTP结合功能的由SEQ ID No.1衍生的蛋白质。该蛋白具有GTP结合活性，在植物基础抗病机制和胁迫抗性中具有一定的作用，具有调控林木次生木质部和韧皮部发育的特征，转基因作物或林木中，可提高其对逆境的抗性，从而提高产量。
文档编号C12N15/63GK102731638SQ201210238719
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月9日 优先权日2012年7月9日
发明者唐朝荣, 戚继艳, 王岳坤, 秦云霞, 阳江华, 黄亚成, 龙翔宇 申请人:中国热带农业科学院橡胶研究所