专利名称：植物耐逆性相关蛋白GmSIK1及其编码基因与应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种植物耐逆性相关蛋白GmSIKl及其编码基因与应用，特别是来源 于大豆的耐逆性相关蛋白GmSIKl及其编码基因与应用。
背景技术：
植物的生长发育与外界环境密切相关，植物的各个生长发育阶段都会经受各种逆 境胁迫，包括生物胁迫和非生物胁迫。非生物胁迫如干旱、盐渍、低温等是制约植物生长、降 低农作物产量与质量的重要因素。在农业生产中，由非生物胁迫造成的作物产量的损失使 得全球主要农作物的平均产量减少50%以上。经过漫长的进化过程，植物具备了适应不同 逆境的机制。其中重要的机制之一就是诱导相关基因的表达。参与非生物胁迫应答的基因 通常可分为两大类，一类是功能性基因，它们编码那些直接保护植物细胞免受逆境伤害的 效应蛋白，如生物合成渗透保护剂涉及的酶类、晚期胚胎富集蛋白(LEA)、抗冻蛋白、伴侣蛋 白、解毒蛋白、水孔蛋白等；另一类则是调控基因，它们的产物调控植物在非生物胁迫反应 中的基因表达和信号传递，包括转录因子、蛋白激酶和参与磷酸肌醇代谢的相关酶类。受体类激酶是植物蛋白激酶家族中最大的一个基因家族。植物受体类激酶和胞质 激酶同属于受体类激酶基因家族。受体类激酶家族是根据其各成员激酶结构域的系统进化 关系进行分类的。目前，已在超过20种开花植物中克隆到全长的受体类激酶基因。植物受 体类激酶按其功能可分为两大类。一类为在正常生长情况下，参与调控植物体的生长发育 过程。另一类为参与逆境胁迫应答和植物与微生物的相互作用。认识植物中逆境胁迫信号的传递过程是了解与调控植物耐逆性的关键，而蛋白激 酶尤其是受体类激酶在信号传递过程中起着关键的作用，但是由于对植物受体类激酶的认 识较晚，有关它作用机制的资料还相当缺乏。因此，研究受体类激酶的耐逆机制，具有重要 的理论意义。大豆作为最重要的油料作物和植物蛋白质的主要来源，提高其耐逆性具有重要的 理论及现实意义。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种与植物耐逆性相关的蛋白及其编码基因。本发明所提供的蛋白，名称为GmSIKl (Stress Inducible Kinase 1)，来源于大 豆，具体为如下(a)、(b)、(c)或(d)所示的蛋白(a)序列表中序列2所示的氨基酸序列自N端起第34-714位氨基酸残基组成的蛋 白质；(b)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(c)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；(d)由与序列表中序列2所示的氨基酸序列至少具有75%、至少具有80%、至少具有85%、至少具有90%、至少具有95%、至少具有96%、至少具有97%、至少具有98%或至 少具有99%同源性的氨基酸序列组成的且与植物耐逆性相关的蛋白质。序列表中的序列2由714个氨基酸残基组成，包含信号肽(自氨基末端第1至33 位氨基酸残基)，3个跨膜区(分别自氨基末端第5至27、294至313、333至355位氨基酸 残基)和胞内激酶结构域(自氨基末端第392至662位氨基酸残基)。具有受体类激酶结 构的典型特征。受体类激酶家族根据激酶结构域的进化关系可分为不同的亚家族，按照这 种分类方法，GmSIKl属于LRK-10L亚家族，其胞外没有已知的结构域。所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加是指在(a)或(b)所 述序列的任何位置进行取代和/或缺失和/或添加，优选为1-20个氨基酸残基的取代和/ 或缺失和/或添加，更优选为1-15个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加，更优选为 1-10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加，最优选为1-5个氨基酸残基的取代和/ 或缺失和/或添加。为了使(a)、(b)、(c)或(d)的蛋白便于纯化，可在所述蛋白的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，选自如下(a)、(b)、(c)或(d)(a)序列表中序列2所示的氨基酸序列自N端起第34-714位氨基酸残基组成的蛋白质；(b)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(c)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；(d)由与序列表中序列2所示的氨基酸序列至少具有75%、至少具有80%、至少具有 85%、至少具有90%、至少具有95%、至少具有96%、至少具有97%、至少具有98%或至少 具有99%同源性的氨基酸序列组成的且与植物耐逆性相关的蛋白质。
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)或2)或3) 所示的基因1)序列表中序列1所示的DNA分子；2)在严格条件下与1)限定的DNA分子特异性杂交且编码所述植物耐逆性相关蛋白的 DNA分子；3)与1)限定的DNA序列至少具有70%、至少具有75%、至少具有80%、至少具有85%、 至少具有90%、至少具有95%、至少具有96%、至少具有97%、至少具有98%或至少具有 99%同源性且编码所述植物耐逆性相关蛋白的DNA分子。
4.含有权利要求2或3所述编码基因的重组载体、重组菌、转基因细胞系或表达盒。
5.扩增权利要求2或3所述编码基因全长或其任意片段的引物对。
6.根据权利要求5所述的引物对，其特征在于所述引物对为如下1)或2)或3)或4) 所示1)一条引物的序列如序列表中序列7所示，另一条引物的序列如序列表中序列8所示；2)一条引物的序列如序列表中序列9所示，另一条引物的序列如序列表中序列10所示；3)一条引物的序列如序列表中序列3所示，另一条引物的序列如序列表中序列4所示；4)一条引物的序列如序列表中序列5所示，另一条引物的序列如序列表中序列6所示。
7.一种培育耐逆性植物的方法，是向植物中导入权利要求2或3中所述的编码基因，培 育，得到耐逆性植物。
8.根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述耐逆性为耐盐和/或耐干旱。
9.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于所述植物为双子叶植物，优选为大 豆、苜蓿、百脉根或拟南芥。
10.权利要求1中所述蛋白或权利要求2或3所述编码基因在培育耐逆性植物中的应用。
全文摘要
本发明公开了一种植物耐逆性相关蛋白GmSIK1及其编码基因与应用。该蛋白，选自如下(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。将所述蛋白的编码基因导入植物细胞，可以得到耐逆性增强的转基因植株。本发明的蛋白及其编码基因对培育耐逆植物品种，特别是培育耐非生物胁迫如耐干旱和/或耐盐植物品种，从而提高农作物产量具有重要意义。
文档编号C12N5/10GK102041248SQ20091023614
公开日2011年5月4日 申请日期2009年10月20日 优先权日2009年10月20日
发明者何锶洁, 刘鹏, 张万科, 张劲松, 林晴, 陈受宜 申请人:中国科学院遗传与发育生物学研究所