專(zhuān)利名稱：一種增強(qiáng)植物抗旱等抗逆性的基因及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種增強(qiáng)植物抗旱等抗逆性的基因，本發(fā)明還涉及所述基因在改良植 物對(duì)干旱脅迫抗性方面的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
微生物細(xì)胞在極端條件下，如寒冷，干旱等環(huán)境中會(huì)產(chǎn)生冷激反應(yīng)，并形成一種特 殊的蛋白——冷激蛋白(CSP)。已有研究表明，冷激蛋白在轉(zhuǎn)錄與翻譯過(guò)程中起調(diào)節(jié)子的作 用。它們作為一種分子伴侶與單鏈核酸非特異性結(jié)合，具有穩(wěn)定單鏈核苷酸二級(jí)結(jié)構(gòu)的作 用，使細(xì)胞在極端環(huán)境下存活下來(lái)。將微生物中的冷激蛋白基因轉(zhuǎn)入植物，可以快速獲得具有抗逆性狀的轉(zhuǎn)基因植 物。Deinococcus gobiensis (D. gobiensis)是一株環(huán)境脅迫抗性極強(qiáng)的極端微生物， 對(duì)于干旱有著較強(qiáng)的耐受性。研究該菌的冷激蛋白基因(CSP基因)，有望改良作物的性狀， 培育出抗干旱的作物新品種。但尚未見(jiàn)到現(xiàn)有技術(shù)中有關(guān)D. gobiensis的csp基因提高植物干旱抗性的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是從Deinococcus gobiensis基因組中發(fā)現(xiàn)能夠增強(qiáng)植物抗旱等抗 逆性的DNA序列。并將該序列轉(zhuǎn)入植物中，培育抗旱性的轉(zhuǎn)基因植物。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)如SEQ ID NO 1所示的DNA序列具有增強(qiáng)植物抗旱等抗逆性的功能。 序列SEQ ID NO 1來(lái)源于D. gobiensis (CGMCC 2358)菌株基因組其中的一段。本發(fā)明還提供了一種重組載體，它包含SEQ ID N0:1所述的DNA。本發(fā)明利用上 述重組載體轉(zhuǎn)化宿主細(xì)胞，這些宿主包括原核細(xì)胞，也包括真核細(xì)胞。常用的原核宿主細(xì)胞 包括Trans 109，常用的真核宿主細(xì)胞包括酵母細(xì)胞和其他植物細(xì)胞。本發(fā)明還進(jìn)行了 SEQ ID NO 1所示的DNA序列所編碼的氨基酸(SEQ ID NO 2所 示)的一級(jí)結(jié)構(gòu)和高級(jí)結(jié)構(gòu)分析。分析結(jié)果表明，所述的氨基酸一級(jí)結(jié)構(gòu)，具有相當(dāng)保守的 RNPl與RNP2(單鏈核苷酸結(jié)合模體)；同源建模分析表明，SEQ ID NO :2所示的氨基酸能夠 形成有利于結(jié)合單鏈核苷酸的桶狀結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還提供了一種利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將SEQ ID NO 1轉(zhuǎn)化入植物的方法，以提高 植物對(duì)干旱脅迫的抗性，其步驟如下(1)將SEQ ID NO :1所示序列可操作地連于植物表達(dá)調(diào)控序列，形成植物表達(dá)載 體；(2)將步驟(1)得到的表達(dá)載體轉(zhuǎn)入植物細(xì)胞；(3)經(jīng)篩選獲得轉(zhuǎn)化細(xì)胞并最終再生轉(zhuǎn)基因植株及其后代，包括植物種子及植物 組織。上述“可操作地連于”表示如下情況即線性DNA序列的某些部分能夠影響同一線性DNA序列其他部分的活性。例如，如果信號(hào)肽DNA作為前體表達(dá)并參與多肽的分泌，那么 信號(hào)肽(分泌前導(dǎo)序列)DNA就是可操作地連于多肽DNA ；如果啟動(dòng)子控制序列的轉(zhuǎn)錄，那 么它是可操作地連于編碼序列；如果核糖體結(jié)合位點(diǎn)被置于能使其翻譯的位置時(shí)，那么它 是可操作地連于編碼序列。一般，“可操作地連于”意味著相鄰，而對(duì)于分泌前導(dǎo)序列則意味 著在閱讀框中相鄰。上述載體可選用本領(lǐng)域已知的各種載體，如市售的載體，包括質(zhì)粒，粘粒等。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例中，將步驟(1)中的表達(dá)載體轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌，將含表達(dá)載體的 農(nóng)桿菌同真核宿主細(xì)胞共培養(yǎng)，在22-28°C條件下，暗培養(yǎng)1-2天后，通過(guò)篩選如抗生素篩 選，獲得含有SEQ ID NO :1基因的轉(zhuǎn)化細(xì)胞并最終再生轉(zhuǎn)基因植株及其后代，包括植物種子 及植物組織。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，上述轉(zhuǎn)基因植株對(duì)干旱脅迫具有增強(qiáng)的抗性作用。此外，本發(fā)明還提供了一種可用作探針的核酸分子，該分子通常具有SEQ ID NO 1 核苷酸編碼序列的8-100個(gè)連續(xù)核苷酸，較佳地具有15-50個(gè)連續(xù)核苷酸。該探針可用于 檢測(cè)樣品中是否存在編碼SEQ ID NO 1的核酸分子。本發(fā)明還提供了檢測(cè)樣品中是否存在SEQ ID NO 1核苷酸序列的方法，它包括用 上述的探針與樣品進(jìn)行雜交，然后檢測(cè)探針是否發(fā)生了結(jié)合。較佳地，該樣品是PCR擴(kuò)增后 的產(chǎn)物，其中PCR擴(kuò)增引物對(duì)應(yīng)于SEQ ID NO :1核苷酸編碼序列，并可位于該編碼序列的兩 側(cè)或中間。引物長(zhǎng)度一般為15-50個(gè)核苷酸。在本發(fā)明中，“SEQ ID NO :1”指編碼具有SEQ ID NO :2蛋白活性的多肽的核苷酸 序列及其簡(jiǎn)并序列。該簡(jiǎn)并序列是指所述序列中有一個(gè)或多個(gè)密碼子被編碼相同氨基酸的 簡(jiǎn)并密碼子所取代后而產(chǎn)生的序列。在本發(fā)明中，“SEQ ID NO 2保守性變異多肽”指與SEQ ID NO 2的氨基酸序列相 比，有至多10個(gè)，較佳地至多8個(gè)，更佳地至多5個(gè)氨基酸被性質(zhì)相似或相近的氨基酸所替 換而形成多肽。這些保守性變異多肽最好根據(jù)表1進(jìn)行替換而產(chǎn)生。表1氨基酸替換表
最初的殘基代表性的取代優(yōu)選的取代Ala(A)Val ；Leu ；IleValArg(R)Lys ；Gln ；AsnLysAsn(N)Gln ；His ；Lys ；ArgGlnAsp (D)GluGluGln(Q)AsnAsnGlu(E)AspAsp
權(quán)利要求
1.一種增強(qiáng)植物抗旱等抗逆性的DNA序列，如SEQ ID N0:1所示。
2.權(quán)利要求1所述DNA序列編碼的氨基酸序列，如SEQID NO 2所示。
3.包含SEQID NO 1所示DNA的重組載體。
4.用權(quán)利要求3所述的重組載體轉(zhuǎn)化的宿主細(xì)胞，包括原核細(xì)胞和真核細(xì)胞。
5.權(quán)利要求1所述的DNA序列培育抗旱性植物的用途。
全文摘要
本發(fā)明發(fā)現(xiàn)了可增強(qiáng)植物抗旱等抗逆能力的基因。本發(fā)明構(gòu)建了包含上述基因的重組載體，分別將它們轉(zhuǎn)化至原核及真核宿主細(xì)胞。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，將本發(fā)明發(fā)現(xiàn)的基因在植物中表達(dá)后，獲得的轉(zhuǎn)基因植物增強(qiáng)了對(duì)干旱的抗性。
文檔編號(hào)C12R1/19GK102080089SQ20091024155
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2009年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月26日
發(fā)明者張維, 楊明坤, 林敏 , 陳明 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所