一个与耐盐性相关的水稻蛋白质激酶基因的克隆及应用制造技术

技术编号:1710972 阅读:312 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种与植物耐盐性相关的蛋白质,是下述蛋白质(i)或(ii):    (i)具有序列表中SEQ  ID  NO:1的氨基酸序列;    (ii)在(i)限定的氨基酸序列中经过取代、缺失或添加一至十个氨基酸残基且具有调控植物耐盐性功能的由(i)衍生的蛋白质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及植物耐盐相关基因,特别涉及一个来源于水稻的与耐盐性相关的蛋白质激 酶相关基因及其在培育耐盐性植物中的应用。
技术介绍
蛋白激酶催化生物体内蛋白质的磷酸化,蛋白质的磷酸化是生物体能量代谢和信号传 递中的重要生化反应。促分裂原活化蛋白质激酶(MAPKs, mitogen-activated protein kinases) 是蛋白质激酶中的一个大家族,属于丝/苏氨酸蛋白质激酶家族,有ll个保守的亚结构域, 广泛存在于各种真核生物中(Nakagami H, Pitzschke A, Hirt H., 2005. Emerging MAP kinase pathways in plant stress signalling. Trends Plant Sci. 10: 339 346),在细胞中对各种信号进行 应答,迅速在其丝氨酸、苏氨酸残基部位磷酸化而被激活。真核生物中的MAPKs在将外 源刺激信号转入胞内应答受体/感应器的下游的过程中起着枢纽的作用(Bogre L, Meskiene I, Heberle隱Bors E, Hirt H., 2000. Stressing the role of MAP kinases in mitogenic stimulation. Plant Mol Biol. 43: 705-718.)。在植物中,MAPK级联途径与不同的生物及非生物胁迫反应、激 素反应、细胞分化和发育过程有关。MAPK被上游分子促分裂原活化蛋白质激酶激酶(即MAP2K, MAP kinase kinase、 MAPKK)磷酸化后激活,而MAP2K又被其上游的促分裂原活化蛋白质激酶激酶激酶(即 MAP3K, MAPKK kinase、 MAPKKK)激活,这3个激酶构成一个功能模块,组成MAPK 级联(MAPK cascades) (Nakagami H, Pitzschke A, Hirt H., 2005. Emerging MAP kinase pathways in plant stress signalling. Trends Plant Sci. 10: 339 346)。 MAPK能将众多底物蛋 白,如转录因子、蛋白激酶、细胞骨架蛋白等磷酸化。某些低分子量的的GTP结合蛋白(如 Ras 、 Rac、 cdc42)和一些特殊的激酶能够作为MAP4K (MAPKKKK)来调节MAP3K 的活性。植物MAPKs与动物和酵母的蛋白激酶一样,有一个由300多个氨基酸组成的催化区 域,包含11个保守的亚结构域,在vn和VEi亚结构域之间,有一个非常保守的T-X-Y区, 由苏氨酸(T)、酪氨酸(Y)和一个X氨基酸(X可以是谷氨酸、脯氨酸或甘氨酸)构成, 也称为三肽模块,在其中起关键作用(Boulton T G Yancopoulos G D, Gregory J S, Slaughter C, Moomaw C, Hsu J, Cobb M H. , 1990. An insulin-stimulated protein kinase similar to yeastkinases involved in cel cycle control. Science, 249: 64~67)。在植物中已发现的MAPK可分为 两个亚类,其中一类含有TEY区,具体又分为A、 B、 C 3组,另一类则含有TDY区, 则单独为D组(MAPK Group( Ichimura K et al.) , 2002. Mitogen-activated protein kinase cascade in plants: a new nomenclature. Trends Plant Sci, 7:301 308)。虽然MAPK级联途45由 这3种激酶组成,但就具体的MAPK级联途径的组成成份、生理功能、调节因子等情况还 知之甚少,目前仅在哺乳动物屮研究得相对清楚,在植物中目前只在拟南芥中发现了一条 相对完整的植物体MAPK级联途径MEKK1(MAP3K) —MKK4/MKK5 (MAP2K)— MPK3/MPK6(MAPK)。这条途径的激活使植物体表现出对细菌性和病毒性病原体的抗性 (Nakagami H, Pitzschke A, Hirt H., 2005. Emerging MAP kinase pathways in plant stress signalling. Trends Plant Sci. 10: 339 346)。MAPK级联途径在病原反应、机械损伤、各种生物和非生物胁迫、激素以及细胞周期 等多种信号途径中均具有关键性作用,当生物体感受到环境胁迫(如冷、干旱、高盐、紫 外辐射或受到损伤)及其他细胞因子和生长发育信号(如生长素、乙烯、脱落酸等激素) 刺激时,MAPK被不同的上游信号分子激活,通过对下游分子如转录因子、蛋白激酶、细 胞骨架蛋白等的磷酸化作用,最终将外界信号传递给细胞核,调节特异基因的表达,使细 胞、组织、器官、整个生物体作出相应的生理反应(BogreL,MeskieneI,Heberle-BorsE,Hirt H.,2000. Stressing the role of MAP kinases in mitogenic stimulation. Plant Mol Biol. 43: 705-718.)。己经分离克隆的许多植物的MAPK基因,主要参与病原反应、环境胁迫和激素反应等。 用真菌刺激因子(elicitor)处理紫花苜蓿能激活4个MAPK,它们分别是SIMK、 MMK2、 MMK3和SAMK (Cardinale F, Jonak C, Ligterink W, Niehaus K, Boiler T, Hirt H, 2000. Differential activation of four specific MAPK pathway by distinct elicltors. J Biol Chem, 275: 36734-36740)。对芹菜细胞的研究发现真菌刺激因子能引起AtMPK同源物ERMK的活化, 且该MAPK被转运进核内,这说明它有可能将某些参与防御反应的转录因子进行磷酸化 (Ligterink "W, Kroj T, zurNiedenU, HirtH, Scheel D, 2000. Receptor~~mediated activation of a MAP kinase in pathogen defense of plants. Science, 276: 2054-2057)。烟草的SIPK和 WIPK可被TMV病毒激活,同时SIPK在高渗环境和低渗环境下都被诱导激活,而WIPK仅 在低渗环境下被激活(Zhang S, Klessig DF, 1998. Resistance gene N-mediated de novo synthesis and activation of a tobacco mitogenactivated protein kinase by tobacco mosaic virus infecti本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种与植物耐盐性相关的蛋白质,是下述蛋白质(i)或(ii):(i)具有序列表中SEQIDNO:1的氨基酸序列;(ii)在(i)限定的氨基酸序列中经过取代、缺失或添加一至十个氨基酸残基且具有调控植物耐盐性功能的由(i)衍生的蛋白质。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:王喜萍
申请(专利权)人:北京未名凯拓农业生物技术有限公司
类型:发明
国别省市:11

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