一种天山雪莲光合基因片段、表达载体及应用

本发明属于基因工程，具体涉及一种天山雪莲光合基因片段、表达载体及应用。

背景技术：

1、在植物的生长过程中，光合作用是作物产量形成的基础。在光合作用过程中，植物不仅能将无机碳同化为有机碳，还会将太阳能转化为化学能储存在所合成的有机物当中。除了为植物本身的生长发育提供能量外，植物的光合作用还是所用异养型生物能量的来源。此外，光合作用过程中所释放的氧气还为动物的有氧呼吸提供了条件，对维持大气中的碳氧比有重要的作用。因此提高植物的光合作用效率对于维持生物圈中大气碳/氧的循环，缓解环境的变化、解决粮食产量不足以及资源短缺等问题有着重要的意义。

2、但是在自然条件下，植物通常仅能将2％～4％的太阳能转化为供给植物生长的能量，转化效率低下，而且植物的最大光合效率与实际光合效率之间也存在着很大的差距。因此，提升植物的光合效率、提高作物产量将会对自然环境的调节以及人类社会的进步有着十分重要的现实意义。

3、植物的光合作用由光反应阶段和暗反应阶段两部分构成。其中，卡尔文循环是暗反应过程中的重要组成部分，由一系列的酶促反应构成。现代分子生物学和转基因实验结果表明，卡尔文循环对于调控植物的光合效率和碳代谢等过程起着十分关键的作用。在卡尔文循环中，果糖1,6-二磷酸醛缩酶(fbaase)能够可逆的催化甘油醛-3-磷酸(g3p)和磷酸二羟丙酮丙酮(dhap)合成果糖-1,6-二磷酸(fbp)反应，是植物卡尔文循环和糖质新生代谢过程中必不可少的关键调控酶。

4、作为新疆的特色植物，新疆天山雪莲属菊科风毛菊属，为多年生一次性开花结实的高山冰缘草本植物，生活在高山悬崖峭壁的雪线附近，具有极强的耐寒和抗缺氧能力，能够在极其严酷的环境条件下进行高效率的光合作用。因此天山雪莲可作为一种优秀光合基因资源库，为植物基因工程改造提升植物光合效率提供优秀的基因资源。

技术实现思路

1、本发明的第一个目的在于提供一种天山雪莲光合基因片段，对基因工程育种具有价值。

2、为了实现上述目的，所采用的技术方案为：

3、一种天山雪莲光合基因片段，所述的天山雪莲光合基因片段为sikfba4所示。

4、本发明的第二个目的在于提供一种天山雪莲光合基因的表达载体，所述的表达载体有上述的天山雪莲光合基因片段。

5、进一步的，所述的表达载体为重组质粒pcambia2300-sikfba4，在植物中进行表达，提高转基因植物的光合效率。

6、本发明的第三个目的在于提供一种蛋白质，所述的蛋白质由上述的天山雪莲光合基因片段编码而成。

7、本发明的第四个目的在于提供一种细胞系，有上述的天山雪莲光合基因片段。

8、本发明的第五个目的在于提供一种宿主菌，有上述的天山雪莲光合基因片段。

9、本发明的第六个目的在于提供上述的天山雪莲光合基因片段、或上述的表达载体、或上述的蛋白质、或上述的细胞系、或上述的宿主菌在植物育种中的应用。

10、进一步的，所述的植物为单子叶植物或双子叶植物。

11、进一步的，所述的应用为提高植物的光合效率。

12、再进一步的，所述的应用为：将上述的天山雪莲光合基因片段倒入目的植物中，以得到光合效率高于野生型目的植物的转基因植物；

13、或提高植物中上述的蛋白质含量或活性，从而提高转基因植物在低温胁迫条件下的光合效率。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

15、本发明首次发现并克隆了来源于新疆天山雪莲的果糖1,6-二磷酸醛缩酶基因sikfba4，将其构建到植物表达载体上并在烟草中进行过表达后，可以显著提高转基因烟草在低温下的光合效率。这对于揭示新疆天山雪莲的抗寒机理以及植物抗寒育种有着重要的意义。

技术特征：

1.一种天山雪莲光合基因片段，其特征在于，所述的天山雪莲光合基因片段为sikfba4所示。

2.一种天山雪莲光合基因的表达载体，其特征在于，所述的表达载体有权利要求1所述的天山雪莲光合基因片段。

3.根据权利要求2所述的表达载体，其特征在于，

4.一种蛋白质，其特征在于，所述的蛋白质由权利要求1所述的天山雪莲光合基因片段编码而成。

5.一种细胞系，其特征在于，所述的细胞系有权利要求1所述的天山雪莲光合基因片段。

6.一种宿主菌，其特征在于，所述的宿主菌有权利要求1所述的天山雪莲光合基因片段。

7.权利要求1所述的天山雪莲光合基因片段、或权利要求2-3所述的表达载体、或权利要求4所述的蛋白质、或权利要求5所述的细胞系、或权利要求6所述的宿主菌在植物育种中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，

9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，

技术总结
本发明为一种天山雪莲光合基因片段、表达载体及应用。一种天山雪莲光合基因片段，所述的天山雪莲光合基因片段为sikFBA4所示。本发明还公开了一种天山雪莲光合基因的表达载体、蛋白质、或细胞系、或宿主菌，以及其在植物育种中的应用。本发明所述的一种天山雪莲光合基因片段，提供了天山雪莲果糖1,6‑二磷酸醛缩酶基因sikFBA4，其编码产物sikFBA4蛋白，以及通过构建植物表达载体获得sikFBA4转基因植物，将该基因进行过表达后可显著提高转基因植物的光合效率和生物量，对于增加植物光合效率，提高植物产量具有十分重要的应用价值。

技术研发人员：祝建波,张尧,刘瑞娜,李忠晴,张泽星
受保护的技术使用者：石河子大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15