本发明专利技术公开了玉米OXS2基因家族、其编码蛋白及应用。玉米OXS2蛋白家族中的ZmOXS2b的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示，其编码基因如SEQ ID NO.1所示；ZmO2L1的氨基酸序列如SEQ ID NO.4所示，其编码基因如SEQ ID NO.3所示。本发明专利技术所克隆到的两个玉米OXS2基因都可以被重金属胁迫诱导。酵母抗性检测表明，这两个基因的异源表达可增强酵母抗氧化剂二酰胺的能力，ZmOXS2b的功能片段AT3也可以增强酵母抗二酰胺的能力。当它们在拟南芥中大量表达时，可以增强拟南芥抗镉（Cd）的能力。该家族的另外一个成员ZmOXS2a与其他两个成员高度同源，预测具有相同的功能。因此，这三个基因将具有极大的潜力应用于培育具有抗逆特性的转基因作物中，从而提高粮食作物的产量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于分子生物学领域，具体涉及玉米0XS2基因家族、其编码蛋白及应用。
技术介绍
目前，世界上的许多耕地都有轻度的重金属污染，这些重金属污染物主要有镉、 铜、锌、镍、钴、铅、砷等。这些重金属污染主要是由于长期使用磷酸肥料、污水处理不利、工 业废料的污染、农业灌溉的不科学造成的。植物体在面对这些重金属胁迫时一方面会产生 活性氧（R0S)。在植物中，大多数金属产生活性氧（R0S)是重金属毒性的间接作用结果。这 种间接的作用包括它们与抗氧化系统的反应，扰乱电子传递链，或者扰乱新陈代谢的必需 元素的合成。植物体中，重金属胁迫所造成的另一个较严重的结果就是脂质的过氧化，这种 脂质的过氧化可以导致生物膜的损伤。丙二醛（MDA)是生物膜中多不饱和脂肪酸的一种重 要的分解产物，可以用来作为生物膜氧化胁迫的指示剂。重金属会导致植物体出现很多的 病症。以镉为例，镉（Cd)是一种高毒性的重金属。镉处理会抑制植物的很多生理过程，比 如光合作用、细胞延长、固氮和矿物营养吸收等。耕地中镉的正常含量不能超过100 mg/kg。 植物体处于镉胁迫时，就会出现光合效率降低、水分吸收降低以及营养吸收降低等性状。植 物在含有过多的隔的土壤中，会出现萎黄病、生长抑制并最终导致植物体死亡。 玉米(学名：為a船_^)是重要的粮食作物和饲料来源，也是全世界总产量最高的 粮食作物，目前也是我国种植面积最大的农作物。现代科技条件下，玉米深加工被广泛应用 于食品工业，医药工业和化学工业，具有广阔的应用前景。但是，随着耕地污染的加重，各种 主要的农作物的产量，包括玉米在内都受到严重的影响。所以，研究玉米中的抗性基因及其 功能，对于提高玉米以及其他粮食作物的增产具有重大意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供玉米0XS2基因家族、其编码蛋白及应用。 本专利技术所采取的技术方案是： 玉米0XS2蛋白，其含有如下（1)- (4)任一项所示的氨基酸序列： (1) SEQ ID N0. 2所示的氨基酸序列； (2) SEQ ID N0. 4所示的氨基酸序列； (3) SEQ ID N0. 6所示的氨基酸序列； (4) SEQ ID N0. 2或SEQ ID N0. 4或SEQ ID N0. 6所示的氨基酸序列经取代、缺失和/ 或增加一个或多个氨基酸和/或末端修饰后且具有提高植物抗逆功能的序列。 编码玉米0XS2蛋白的基因。 玉米0XS2蛋白AT3片段，其含有如下（1)- (3)任一项所示的氨基酸序列： (1) SEQ ID N0. 7所示的氨基酸序列； (2) SEQ ID N0. 9所示的氨基酸序列； (3) SEQ ID N0. 7或SEQ ID N0. 9所示的氨基酸序列经取代、缺失和/或增加一个或多 个氣基酸和/或末端修饰后且具有提尚植物抗逆功能的序列。 编码AT3片段的基因。 含有玉米0XS2蛋白编码基因序列或AT3片段编码基因序列的重组载体、重组菌或 转基因细胞系、转基因植物株系。 玉米0XS2蛋白、其编码基因或AT3片段、其编码基因在培育抗逆植物中的应用。 玉米0XS2蛋白、其编码基因或AT3片段、其编码基因在抗逆植物辅助育种中的应 用。 所述抗逆性状包括抗重金属污染，抗氧化胁迫、抗高温胁迫、抗低温胁迫、抗盐碱、 抗旱、抗病虫害中的至少一种。 所述重金属包括镉、汞、金、银、铜、铁、铅、砷、铬中的至少一种。 -种抗逆植物的培育方法，包括将玉米0XS2蛋白编码基因序列或AT3片段编码基 因序列转入受体植物中，得到转基因植物；所述转基因植物与受体植物相比，其对逆境的抗 性提尚° 本专利技术的有益效果是： 本专利技术在玉米中克隆了 0XS2的两个同源基因办与这两个基因的表达 都可以被重金属胁迫诱导。当它们在拟南芥中大量表达时，可以特异性地增强拟南芥抗重 金属镉（Cd)的能力。因此，这两个基因将具有极大的潜力应用于培育具有抗重金属的转基 因作物中，从而提高粮食作物的产量。【附图说明】 图1为与办似以基因PCR产物的1%的琼脂糖凝胶电泳图； 图2为玉米中与似Z7的基因结构示意图（蓝色长方型：ANKYRIN重复序列； 红色长方形：锌指结构域；绿色方框：多聚谷氨酰胺序列；倒三角：预测出核序列；黑色长 条:AT3片段；所有蛋白编码区中并不存在内含子。数字表示从转录起始位点开始的DNA基 因组位置）； 图3为qRT-PCR检测的与办的相对表达量(生长15天的玉米植株使其 处于0或者200剛CdCl2处理下，误差线表示三次独立实验的标准差）； 图4为滴板检测片段在粟酒裂殖酵母中的组成型表达(用转化空 载体的酵母作为负对照，三角形表示，浓度依次十倍稀释）； 图5拟南芥种子种植在水平放置的1/2MS与含有75 y M CdCl2浓度的1/2MS培养基 上11天(每种转基因植株的三个独立的转基因株系被用来检测）； 图6为生长在1/2MS与含有75 yM CdClJ^l/2MS培养基上11天的拟南芥幼苗（5 棵)的鲜重(每个株系不少于20棵幼苗被用来测量，误差线表示三次独立重复实验的标准偏 差）； 图7为拟南芥种子种植在竖直放置的1/2MS与含有75 y M CdCl2浓度的1/2MS培养 基上11天(每种转基因植株的三个独立的转基因株系被用来检测)。【具体实施方式】 下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明，但并不局限于此。 以下实施例中所采用的分子生物学实验技术包括PCR扩增、质粒提取、质粒转化、 DNA片段连接、酶切、凝胶电泳等，如无特殊说明，通常按照常规方法操作，具体可参见《分子 克隆实验指南》（第三版）（Sambrook J, Russell DW，Janssen K, Argentine J.黄培堂 等译，2002,北京：科学出版社），或按照制造厂商所建议的条件。 -、材料与方法 1、生物材料与处理： 本实验采用的玉米品种为中国岭南广泛种植的甜玉米。野生型拟南芥（Arabidopsis thaliana)米用 Columbia (Col-0)生态型。 本实验基因的克隆与玉米的Cd处理均采用华南地区广泛种植的品种：丰甜1号。 在玉米种子发芽9天（5天浸泡于水中，4天置于空气中）后，将种子转移至MS水状态培养 基上生长。生长条件：22°C，16/8光周期。生长过程中，1天补充2次氧气，每次半小时。当 玉米在水培养基上生长五天后，将所有的小植物分为两部分，一部分放置于含有200 iiM 0(1(：12的MS水培营养液中，一部分更换不含Cd的营养液正常生长，同时，开始以置换营养液 的时间为零点，以此后的〇小时、3小时、6小时、12小时、24小时、48小时开始收集植株的叶 片。每3个植株的叶片为一个样品，液氮速冻，-80°C储存。 2、转基因拟南芥的获得 拟南芥种子用1比13的次氯酸钠消毒两次共8分钟，再用无菌水洗6次共六分钟，种 于MS培养基。含有种子的MS培养基放入4°C冰箱春化3d，然后置于光照培养箱中以20°C 16 h、20°C 8 h为一光周期培养。培养10 d后将幼苗移至营养土 ：輕石：珍珠岩=1 :1 :1的 塑料盒中定期浇水培养至开花，然后用于基因转化。 运用电转法将带有ZwfliSS与基因的表达载体pCambia3300导入根癌农杆 菌G本文档来自技高网...
【技术保护点】
玉米OXS2蛋白，其含有如下（1）‑（4）任一项所示的氨基酸序列：（1）SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列；（2）SEQ ID NO.4所示的氨基酸序列；（3）SEQ ID NO.6所示的氨基酸序列；（4）SEQ ID NO.2或SEQ ID NO.4或SEQ ID NO.6所示的氨基酸序列经取代、缺失和/或增加一个或多个氨基酸和/或末端修饰后且具有提高植物抗逆功能的序列。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：区永祥，李勇青，贺立龙，
申请(专利权)人：中国科学院华南植物园，
类型：发明
国别省市：广东;44
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