本发明专利技术公开了一种提高植物耐盐耐旱性的蛋白及其编码基因与应用。所述提高植物耐盐耐旱性的蛋白的序列如SEQ ID NO.1所示，命名为MePMP3-2；编码上述蛋白的基因的序列如SEQ ID NO.2所示，命名为MePMP3-2基因。MePMP3-2基因编码的蛋白质定位于植物的细胞膜中，将该蛋白质的编码基因MePMP3-2导入植物中，可以提高转基因植物种子在ABA、NaCl和甘露醇处理下的萌发率；增加转基因植物在高盐和高甘露醇逆境下的根长及苗长；使转基因植物在干旱和高盐的胁迫下具有更高的存活率、较低的丙二醛(MDA)含量和较高的脯氨酸(Pro)含量；转基因植物中OsProT、OsP5CS、OsDREB2A和OsLEA3等逆境相关基因的相对表达量在逆境胁迫下均表现出不同程度的上调。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及生物
，具体设及一种提高植物耐盐耐旱性的蛋白及其编码基 因与应用。
技术介绍
非生物逆境，如高溫、干旱、高盐、碱性±壤、重金属W及过氧化逆境等，都严重威 胁着农业生产，是造成世界范围内农作物减产的主要原因。植物的生长、发育W及农作物的 产量、品质和后期生长等均受到非生物逆境胁迫的影响，而且全球范围内的主要作物60% 的减产量是由非生物逆境的胁迫所导致。为了确保农作物持续稳定的高产，人类亟需培育 出对干旱、高盐、过氧化等非生物逆境胁迫具有更高耐受能力的作物新品种。但通过传统的 育种方法在改善农作物的性状和抗逆性的进展缓慢，而利用生物基因工程技术则具有良好 的预见性、更高的效率，是培育具有耐逆性农作物新品种最有效的途径。利用现代分子生物 学技术发现新的耐逆境基因，是培育抗逆性农作物新品种的关键所在。 干旱和高盐胁迫是限制谷类作物产量增加最主要的两个因素。为了适应运些不利 环境带来的生存压力，植物进化出了多种多样的复杂的生物机制，调节许多逆境相关基因 的表达，试图减少运些逆境对其造成的损伤。运些基因参与到不同的生物途径和过程中，包 括逆境感知和信号转导，从而导致分子、生化、细胞、生理和形态的适应，最终使整个植物发 生响应。到目前为止，已经有大量的逆境相关基因被克隆和鉴定，例如水稻Pro合成酶基因 (0sP5CS;)、水稻Pro转运酶基因（OsProT)、水稻转录因子基因（0SDREB2A)和水稻胚胎晚 期丰富蛋白基因（0SLEA3)。运些基因一旦被激活，则会影响MDA和Pro在细胞中的积累，从 而使植物免受由于高盐、干旱和过氧化物等逆境胁迫所产生的伤害。MDA是反应脂质过氧 化损伤程度最重要的指标。自由Pro的积累则是植物在遭受非生物逆境时最重要的反应机 审IJ，其作用在于通过改变细胞内的渗透势来维持植物的亚细胞结构，从而使植物免受逆境 的伤害。 研究显示，大量的PMP3家族基因参与植物对逆境的反应过程。PMP3是一类广泛 存在于在包括酵母、小型动物、水草和高等植物在内的多种生物体内的疏水性小蛋白，且W 多基因家族的形式存在。大量实验结果表明，植物PMP3基因对包括高盐、干旱或者寒冷 等在内的多种逆境有所反应，从而参与植物对逆境胁迫的响应过程。运些基因编码的蛋 白质包括来自大麦的LeESUiXophopyrumelongatum)、来自水稻的 0sRCI2-5、0sLti6a/ b和RIGIB(Oryzasativa)、来自羊草的AcPMP3_l(Aneurolepidiumchinense)、来自水稻 的AtRCI2A/B/D/F(A;r油idopsisthaliana)、来自星星草的PutPMP3-l/-2(Puccinellia tenuiflora)和来自玉米的ZmPMP3-2/3/4狂eamays)。有证据显示，PMP3基因的功能和反 应根据其参与的不同的逆境反应途径而各有不同。例如蛋白质AtRCI2A可能参与水稻在非 生物逆境下不依赖CBF/DREB1信号途径的反应过程，但是水稻中的0sLti6a蛋白则在低溫 逆境条件下受DR邸转录因子的调节。报道显示，植物PMP3基因也能被一些信号分子所诱 导表达，运些信号包括：ΑΒΑ和&〇2,因此我们推测PMP3基因可能在植物ΑΒΑ依赖型逆境反 应过程中也发挥着重要的作用。 在酵母中，Pmp化蛋白能够阻止外界环境中的化+离子进入到细胞中，从而起到保 护细胞膜的电位的作用。将植物的PMP3蛋白在酵母中异源表达后，能够弥补pmp3突变体 所缺失的功能，说明植物中的PMP3蛋白可能也具有类似的作用。敲除水稻的AtRCI2A基 因后，突变体植株对盐和化+离子的敏感性增强而在水稻中过量表达AtRCI2A基因则具有 相反的作用。而且，在羊草中，ACPMP3-1基因被定位在具有调节化+和K+离子浓度的根冠 中。虽然人们普遍认为PMP3基因间接参与调控了细胞对离子的吸收，但是其确切的作用机 制仍然有待阐明。由于PMP3蛋白的分子质量普遍较小，它们是不可能形成离子通道的，因 此人们对PMP3蛋白在逆境反应过程中的具体作用仍知之甚少。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术的不足，提供一种提高植物耐盐耐旱性的蛋白及其编码 基因与应用。 所述提高植物耐盐耐旱性的蛋白的序列如SEQIDNO. 1所示，命名为MePMP3-2蛋 白，来源于木署。 编码上述蛋白的基因的序列如SEQIDNO. 2所示，命名为MePMP3-2基因。 所述植物重组表达载体含有上述的MePMP3-2基因。 优选地，所述植物重组表达载体是将所述的MePMP3-2基因插入空载体中而构建 的植物重组表达载体，所述空载体选自抑B、PCAMBIA3301、PCAMBIA1300、PBI121、pBinl9、 PCAMBIA2301、pCAMBIA1301-UbiN或地Y505。 优选地，所述植物重组表达载体是将所述的MePMP3-2基因插入到空载体P皿的多 克隆位点而构建的植物重组表达载体，植物重组表达载体的序列如SEQIDNO. 3所示，命名 为P皿：：MePMP3-2植物表达载体。 上述蛋白MePMP3-2、上述MePMP3-2基因和上述植物重组表达载体可用于培育耐 旱和耐盐植物。所述植物为为双子叶植物或单子叶植物。所述单子叶植物为水稻。 下面对本专利技术作进一步说明： MePMP3-2的氨基酸序列（SEQIDNO. 1)，包括77个氨基酸，该蛋白质的分子 量为8. 65KD，等电点为4. 94。生物信息学分析结果发现，MePMP3-2含有保守结构域 PS01309 ( -X- - (3) -P- - - - -X(4) - [GK闲），分别是 SEQIDNO. 1中的第11-27位W及第33-50位的氨基酸组成的结构域。该蛋白质是国际上 未曾报道的新蛋白质。 SEQIDNO. 2所述序列为编码MePMP3-2的全长cDNA序列，该序列共由743个碱基 组成，其中，5'端未翻译区包括180个碱基，3'端未翻译区包括200个碱基（其中包括第271 位-第399位碱基组成的内含子，不参与该蛋白质的编码），编码区由231个碱基（第181 位-第270位和第400-第543位）组成，编码具有序列表中序列2的氨基酸序列的MePMP3-2 蛋白，编码区中，A占15. 15% (35个），C占25. 54%巧9个），G占21. 21% (49个），T占 38. 09 % (88个），A巧占53. 25 % (123个），C+G占46. 75 % (108个）。数据库捜索氨基酸 与核巧酸序列发现，PMP3基因家族是目前已知基因中与MePMP3-2同源性最高的基因，虽然 核巧酸序列的同源性较低，但是氨基酸的同源性达到53. 8%，初步推测基因MePMP3-2属于 PMP3基因家族。目前为止，尚未发现任何与该基因的相关的研究报道。 可用现有的植物表达载体构建含有MePMP3-2基因的重组表达载体。所述植物 表达载体包括双元农杆菌载体和可用于植物微弹轰击的载体等，如P皿、PCAMBIA3301、 PCAMBIA1300、PBI121、地inl9、PCAMBIA2301、PCAMBI本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种提高植物耐盐耐旱性的蛋白，其特征在于，所述蛋白的序列如SEQ ID NO.1所示，命名为MePMP3‑2蛋白。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：余艳，段艳平，黄和芳，
申请(专利权)人：长沙绿天生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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