本发明专利技术公开了一种玉米抗病相关蛋白ZmCPN3及其应用，玉米抗病相关蛋白ZmCPN3为如下(1)或(2)所述的蛋白质：(1)由序列表中的SEQ ID N0：1氨基酸序列组成的蛋白质；(2)将序列表中的SEQ ID N0：1氨基酸残基序列经过一至十个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有玉米ZmCPN3基因功能的由(1)衍生的蛋白质。本发明专利技术所述的玉米抗病相关蛋白ZmCPN3的编码基因。本发明专利技术从玉米中分离、克隆得到ZmCPN3基因。通过农杆菌介导的转化法将其导入水稻并获得转基因植株抗病抗旱性能力强。本发明专利技术将编码基因ZmCPN3导入植物细胞，可获得对抗病、逆境胁迫耐受力降低的转基因植物。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于基因工程和作物遗传育种领域，具体涉及一种玉米抗病相关蛋白 ZmCPN3及其应用。
技术介绍
植物在生长的过程中常常遭遇到各种各样不利的自然环境，比如干旱、低温、病害 等，这些问题一直是制约农作物高产、稳产、优质及安全生产的主要瓶颈。干旱可以导致植 物细胞失水，造成细胞膨压完全丧失，甚至死亡；病害植物在病原物的侵害或不适环境条件 的影响下生理机能失调、组织结构受到破坏的过程。在漫长的进化过程中，植物已经形成一 套复杂的机制来适应生物和非生物胁迫。植物对各种逆境胁迫的响应往往是多途径、多基 因协同作用，从不同层次、不同水平调控对逆境的响应。其中，转基因水平上的调控越来越 受到人们的关注，如今对转基因的研究已成为植物基因功能研究的一个重点。 植物病害问题一直是制约农作物高产、稳产、优质及安全生产的主要瓶颈。随着分 子生物学的迅猛发展，转基因工程技术开始了在分子育种方面的大规模应用，从而开辟了 抗病品种培育的新思路，植物抗病性的利用以及抗病品种的选育推广是作物病害防治中最 有效、最经济的措施。随着现代工业的迅猛发展，环境问题不断涌现，加之植物病害的长期 性、反复性和突发性，如何找到一个更加有效的防治病害的方法成为当务之急。越来越多的 实验证明，提高植物自身抗性可以长期有效的防治植物的病害。 植物在产生抗性的过程中涉及许多基因。大体将它们分为两类：一类是抗病基因， 用来同病原菌相互识别，即识别无毒基因依赖性的配基，并在识别以后激活下游信号迅速 诱导多种防御反应；另一类就是防御反应相关基因，是抗病基因识别病原菌之后抗病信号 转导中的下游基因。植物产生抗性依赖与诱导防御反应来限制病原体的攻击。本文讲的是 防御反应相关蛋白ZmCPN3。 ZmCPN3是近年来发现的一种存在于高等植物中的一类分布广泛、进化高度保的 Ca 2+依赖性磷脂结合家族。此类蛋白具有共同的结构特征：N端有两个C2结构域，与已知 的Ca2+依赖磷脂结合的C2结构域高度相似；C端有一个A结构域，与整合蛋白（integrin) 胞外区的A结构域之间具有部分同源性。整合蛋白的A结构域能与Ca 2+和Mg2+结合，并且 是整合蛋白与胞外配体发生相互作用的结构域，Copines (CPN)的结构决定了它功能的多样 性，参与膜转运、胞内信号转导、免疫应答等途径。 近年来，国内外致力于CPN家族研究的研究越来越深入，并且取得了丰硕的成果。 CPN受各种环境因子如低湿度、低温、干旱等以及信号分子、病原体和植物本身不同发育阶 段的诱导，直接或间接参与其中的调控网络，从而提高植物对逆境的耐性或抗性。然而目前 有关CPN家族的研究大部分来自水稻和拟南芥，而其它物种的研究报道不多。因此，本专利技术 从玉米中分离克隆该家族基因并鉴定它在植物抗病抗逆方面所发挥的功能，对于培育抗逆 新型作物品种具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种抗病抗旱性能力强的一种玉米抗病相关蛋白ZmCPN3及 其应用。 为了实现以上目的，本专利技术通过如下技术方案实现：本专利技术的一种玉米抗病相关 蛋白ZmCPN3,为如下（1)或⑵所述的蛋白质： (1)由序列表中的SEQ ID N0 :1氨基酸序列组成的蛋白质； (2)将序列表中的SEQ ID N0 :1氨基酸残基序列经过一至十个氨基酸残基的取代 和/或缺失和/或添加且具有玉米ZmCPN3基因功能的由（1)衍生的蛋白质。 进一步地，所述玉米抗病相关蛋白ZmCPN3是一种进化高度保守、Ca2+依赖性磷脂 结合蛋白，其结构特征N端有两个蛋白激酶保守结构域，称为C2domain，是Ca2+依赖性磷脂 结合结构域，可以被Ca2+激活，C端含有A结构域，主要是负责蛋白之间的互作，在胞内信 号转导过程中发挥重要作用。 本专利技术所述的玉米抗病相关蛋白ZmCPN3的编码基因。 进一步地，所述编码基因为如下（1)至（4)中任一项所述的核苷酸序列： (1)具有序列表中SEQ ID N0 :2的核苷酸序列； (2)具有编码序列表中SEQ ID N0 :1的蛋白质序列的多核苷酸； (3)具有与序列表中SEQ ID N0 :2的DNA序列90%以上的同源性，且编码相同功 能蛋白质的DNA序列；其中，序列表中的SEQ ID N0 :2由1161个碱基组成，编码一个完整的 开放阅读框，编码具有序列表SEQ ID N0 :1的氨基酸残基序列的蛋白质。上述编码基因均 具有序列表中SEQ ID N0 :2的核苷酸序列。 (4)具有在高严谨条件下可与序列表中SEQ ID N0 :2限定的DNA序列杂交的核苷 酸序列，所述高严谨条件可为用〇. 1XSSPE或0. 1XSSC，0. 1% SDS的溶液，在65°C下杂交 并洗膜。 本专利技术所述编码蛋白ZmCPN3的编码基因在培育抗病、抗旱相关植物中的应用； 本专利技术所述的玉米抗病相关蛋白ZmCPN3在抗病方面起到负调控的应用。 本专利技术含有所述编码基因的重组载体、转基因细胞系、重组菌或宿主菌或过表达 该基因的转基因植物。 本专利技术扩增所述编码基因全长或任一片段的引物对，其特征序列如下：所述引物 为上游引物和下游引物； 所述上游引物具有SEQ ID N0. 3的核苷酸序列； 所述下游引物具有SEQ ID N0. 4的核苷酸序列。 本专利技术的培育抗病抗旱性强的植物的方法，包括如下步骤： (1)将所述的编码基因经干涉后得到转基因植物，所述转基因植物的抗病、抗旱性 高于所述目的植物； (2)以设计的引物，利用PCR技术，克隆获得抗病相关蛋白ZmCPN3的编码基因，连 接到相应载体，导入农杆菌得到重组菌株； (3)对ZmCPN3基因进行表达模式分析； (4)通过农杆菌介导的植物遗传转化获得过表达了 ZmCPN3的转基因植物后可以 进行后续功能验证。 进一步地，在步骤（1)中，载体为pCAMBIA1301a，农杆菌为EHA105菌株，所述目的 植物为水稻中花11 ; 在步骤⑵中，在pCAMBIA1301a载体的酶切位点BamHI和SacI之间插入ZmCPN3， 得到ZmCPN3蛋白过表达载体； 在步骤（4)中，把含有抗病相关蛋白ZmCPN3的编码基因通过农杆菌侵染水稻愈伤 组织，利用水稻组培技术，得到转基因水稻。 有益效果：本专利技术从玉米中分离、克隆得到ZmCPN3基因。通过农杆菌介导的转化 法将其导入水稻并获得转基因植株抗病抗旱性能力强。本专利技术将编码基因ZmCPN3导入植 物细胞，可获得对抗病、逆境胁迫耐受力降低的转基因植物。 与现有技术相比，本专利技术具有如下优点： (1)本专利技术具体为根据抗病相关蛋白ZmCPN3编码基因序列设计引物，利用PCR技 术从玉米B73自交系总cDNA中扩增得到基因ZmCPN3。本专利技术的玉米ZmCPN3基因用于水稻 遗传转化，获得了过表达ZmCPN3蛋白的水稻植株对病原菌具有更高的敏感性，且在抗旱方 面也表现出较低的耐受性，说明该蛋白是一个抗病、抗旱相关蛋白。 (2)这样我们可以在玉米或其他植物上更好的开发利用CPN3蛋白的功能，从而提 高抗病、抗旱提供了理论依据和利用价值。本专利技术为植物抗病相关蛋白的研究、挖掘优良基 因、提高农作物产量提供了重要的参考意义。【附图说明】 图1为本专利技术ZmCPN3与本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种玉米抗病相关蛋白ZmCPN3，为如下(1)或(2)所述的蛋白质：(1)由序列表中的SEQ ID N0：1氨基酸序列组成的蛋白质；(2)将序列表中的SEQ ID N0：1氨基酸残基序列经过一至十个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有玉米ZmCPN3基因功能的由(1)衍生的蛋白质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：江海洋，周玲燕，丁婷，李晓玉，彭晓剑，武健东，
申请(专利权)人：安徽农业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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