专利名称：植物耐逆性相关蛋白TaSnRK2.10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，尤其涉及一种植物耐逆性相关蛋白TaSnRK2. 10及其
编码基因与应用。
背景技术：
干旱缺水是全球农业生产面临的严重问题，也是制约我国粮食生产发展的重要因素。主要粮食作物小麦的栽培需要大量的水，我国平均每生产1吨小麦需水量约500-700m3。 全世界发展中国家至少有6000万公顷小麦栽培在雨养耕地，但其产量水平只有灌溉条件下的10% -50%。所以，发展耐旱节水小麦品种，以提高作物的水分利用效率，既可增加产量，又可以缓解水资源短缺的矛盾。改良作物耐旱性对于提高农业生产力具有重大意义，受到世界各国的高度重视， 近期我国启动的转基因作物新品种培育重大专项就是最好的实证。研究植物的耐旱机理、 克隆耐旱相关基因、通过基因工程改良作物耐旱性是培育耐旱作物新品种的一条有效途径。虽然作物的耐旱性遗传基础复杂，克隆、转化耐旱基因获得耐旱性明显提高的新品种难度较大，但经众多科学家的共同努力，已经取得了一定的进步，涌现了不少成功的例子。目前，已克隆的耐旱相关基因主要包两大类，第一类为功能基因，这类基因包括低分子可溶性糖、氨基酸和小分子蛋白质等合成相关基因，以及保护细胞免受损害的酶类，如脯氨酸合成相关酶基因，包括吡咯啉-5-羧酸合成酶基因P5CS及PVAB2，吡咯琳-5-羧酸还原酶基因P5CR等；晚期胚胎发生丰富蛋白(LEA)，小麦LEA蛋白基因。第二类是调节基因，包括各种参与水分胁迫信号传递的基因，主要包括(1)参与 ABA、乙烯等信号分子合成的关键酶类；(2)转录因子，如DREB，NF-YB1等；(3)蛋白磷酸酶， 如蛋白质磷酸酶2A和2C等，它们参与ABA信号的传递。(4)蛋白磷酸激酶，植物蛋白激酶家族非常，主要包括分裂素激活蛋白激酶(MAPK)，钙依赖的蛋白激酶(CDPK)和蔗糖非发酵相关蛋白激酶(SNF1 (sucrose non-fermenting)related protein kinase，SnRK)，其中 SnRK 是近期发现的参与对各种逆境反应的蛋白激酶。SnRK家族非常庞大，根据其序列相似性和结构域特点，SnRK家族可以分为3个亚家族SnRKl，SnRK2和SnRK3，其中SnRKl广泛存在于动植物和微生物中。研究表明SnRKl 主要参与生物体内对营养缺乏的响应，而SnRK2和SnRK3是植物特有的蛋白激酶。目前，人们对SnRK3亚家族的研究相对比较多，其中对SnRK3成员中的S0S2研究尤为透彻，S0S2编码一种Na+/H+转运蛋白，该蛋白能够调节植物细胞内外钠、钾离子的平衡，其过量表达能增强转基因植株的耐盐性。此外，人们发现了 4个S0S2类似蛋白激酶，分别参与对不同胁迫的反应，如PKSll可能参与对糖的感应，PKS6和PKS18参与ABA信号传递，AtCIPKl/PKS13 调节对盐的耐受性。小麦SnRK3成员WPK4受光、细胞分裂素和低温的诱导，而被蔗糖抑制。人们对SnRK2家族研究起步较晚，但越来越多的证据表明该家族大多成员受渗透胁迫诱导表达，部分成员还参与ABA信号的传递过程。Boudsocq在拟南芥中克隆了 10 个SnRK2成员，发现其中的9个成员受高渗和盐胁迫的诱导，5个参与对ABA的响应，其中0ST1/SRK2.6及其直系同源基因Vicia faba AAI3K参与对ABA调节的气孔关闭的控制调节， 过量表达SnRK2. 8和SnRK2. 3能增强转基因植株的耐旱性。Kobayashi等在水稻中分离到 10 个 SnRK2 成员，称之为胁迫激活蛋白激酶(Stress Activated Protein Kinase, SAPK)， 研究表明这10个成员都参与对渗透胁迫的应答，其中3个受ABA诱导。Huai等在玉米中克隆了 9个SnRK2成员，发现不同成员对逆境胁迫的应答不同。过量表达该家族成员SAPK4 能明显增强转基因植株的耐盐性。在大豆中，人们分离到4个SnRK2成员，SPKUSPK2.SPK3 和SPK4，其表达都受渗透胁迫诱导，其中SPK3还受外源ABA的诱导。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种植物耐逆性相关蛋白及其编码基因。本发明所提供的蛋白，其来源于普通小麦(Triticum aestivum L.)，命名为 TaSnRK2. 10，为如下(a)或(b)所示的蛋白(a)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)将序列表中序列2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/或添加且与植物耐逆性相关的由(a)衍生的蛋白质。所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加为不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。为了使(a)中的蛋白便于纯化，可在由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质的N端或C端连接上如表1所示的标签。表1.标签的序列
权利要求
1.一种蛋白，为如下(a)或(b)(a)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)将序列表中序列2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 /或添加且与植物耐逆性相关的由(a)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所述的编码基因，其特征在于所述编码基因为如下1)-5)中任意一种DNA分子1)序列表中序列1所示的DNA分子；2)序列表中序列1的自5'末端第84-1149位核苷酸所示的DNA分子；3)序列表中序列1的自5'末端第48-1166位核苷酸所示的DNA分子；4)在严格条件下与1)或2)或3)限定的DNA序列杂交且编码与耐逆性相关蛋白的DNA 分子；5)与1)或2)或3)限定的DNA序列有90%以上同源性且编码与耐逆性相关蛋白的 DNA分子。
4.含有权利要求2或3所述编码基因的重组表达载体、重组菌、转基因细胞系或表达品.ο
5.根据权利要求4所述的重组表达载体，其特征在于所述重组表达载体为将权利要求1所述蛋白的编码基因插入PPZP211-GFP中，得到表达权利要求1所述蛋白的载体。
6.一种培育转基因植物的方法，为将权利要求1所述蛋白的编码基因导入目的植物中，得到具有如下1)-3)中的全部、任意一种或任意两种特征的转基因植物1)所述转基因植物的主根长度大于所述目的植物；2)所述转基因植物的侧根数目大于所述目的植物；3)所述转基因植物的耐逆性高于所述目的植物。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于 所述耐逆性为耐干旱、耐盐和/或耐低温。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于所述权利要求1所述蛋白的编码基因是通过权利要求4或5所述的重组表达载体导入所述目的植物中的。
9.根据权利要求6-8中任一所述的方法，其特征在于所述目的植物为单子叶植物或双子叶植物；所述双子叶植物具体为拟南芥。
全文摘要
本发明公开了一种植物抗逆相关蛋白TaSnRK2.10及其编码基因与应用。本发明蛋白，为如下(a)或(b)所示的蛋白(a)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)将序列表中序列2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/或添加且与植物耐逆性相关的由(a)衍生的蛋白质。本发明的实验证明，将本发明基因导入植物中，可提高植物的抗逆性，如耐旱节水、抗盐或耐寒，因此，本发明基因及其应用对培育耐旱节水、抗盐或耐寒新品种具有重要的现实意义。
文档编号A01H5/00GK102399760SQ20111033326
公开日2012年4月4日 申请日期2011年10月28日 优先权日2011年10月28日
发明者张洪映, 景蕊莲, 毛新国 申请人:中国农业科学院作物科学研究所