本发明专利技术通过对小麦ｃＤＮＡ文库的筛选，获得抗旱相关候选ＥＳＴ，利用电子延伸和ＲＴ－ＰＣＲ技术克隆了一个小麦抗旱相关基因ＴａＲａｂ２（Ｔｒｉｔｉｃｕｍ ａｅｓｔｉｖｕｍ ＧＴＰ－ｂｉｎｄｉｎｇ ｐｒｏｔｅｉｎ ｒａｂ２）。另外，本发明专利技术还涉及小麦抗旱相关基因ＴａＲａｂ２的应用。该基因在真核细胞内的蛋白运输过程中起重要作用，调节膜运输功能，影响着细胞内吞作用和合成蛋白的运输，可能在细胞损伤修复时起保护作用。当植物受外界胁迫因子，如干旱、盐碱、病害等诱导时表达增强。该基因的克隆对利用转基因方法培育小麦抗旱节水新品种及小麦抗旱分子生物学研究具有重要现实意义。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及植物基因工程领域，更具体地，本专利技术涉及小麦抗旱相关蛋白基因，即小麦小GTP结合蛋白Rab2基因TaRab2；另外，本专利技术还涉及小麦小GTP结合蛋白Rab2基因TaRab2的应用。
技术介绍
小麦是人类的主要粮食作物，但其生产发展严重地受到干旱缺水的制约。全世界发展中国家至少有6000万公顷小麦栽培在雨养耕地，产量水平只有灌溉条件下的10％-50％。我国平均每生产1吨小麦的需水量约为500-700m3。有证据表明，种植抗旱节水品种可明显提高干旱、半干旱地区的小麦生产，因此，培育抗旱节水品种是缓解水资源短缺矛盾的一种最经济有效的途径。改良作物抗旱性对于提高农业生产力具有重大意义，受到世界各国的高度重视。其中，研究抗旱机理、克隆抗旱基因、通过植物基因工程改良作物抗旱性是一条有效途径。由于抗旱性遗传基础的复杂性，克隆转化抗旱基因的难度较大，但是，已经有一些成功的例子。在转基因方面，Cheng等(Molecular Breeding.2002，10(1-2)71-82)已经把小麦的LEA蛋白基因导入水稻，提高了转基因植株对旱、盐的耐性；WU等(Chinese ScienceBulletin.2003，48(23)2594-2600)将拟南芥的δ-OAT基因转入水稻使其过量表达，分析表明在叶和根中脯氨酸含量明显增加，增强了植株对旱和盐的抗性。Dubouzet等(Plant J.2003，33751-763)把水稻编码转录激活蛋白基因OsDRE1A导入拟南芥后，转化植株表现了强抗旱、抗盐和耐寒特性。目前，已克隆的抗旱相关基因主要包含以下几种类型(1)转录因子主要包括在拟南芥中发现的DREB1 A-C、DREB2 A-B、CBF1-3、Hs和AtGluR2等(曾华宗等.植物遗传资源学报，2003，4(3)270-273)；(2)编码氨基酸合成基因以脯氨酸(Pro)合成酶基因为主，包括吡咯啉-5-羧酸合成酶基因P5CS及PVAB2，吡咯琳-5-羧酸还原酶基因P5CR及PproC1和榆钱菠菜脯氨酸转运蛋白基因AhProT1等；(3)功能蛋白基因以晚期胚胎发生丰富蛋白(LEA)为主，包括棉花的D19、B19.1D11、D29，拟南芥的COR15a和PrabaT1，小麦的LEA蛋白基因。小GTP结合蛋白Rab2基因也已经在多种植物中得到克隆，包括在水稻中克隆的ScRab基因(ElaMizrahi-Aviv等.Taylor & Francis，2002，13295-300)及在Sporobolusstapfianus(南非的一种植物)中克隆的小GTP结合蛋白Rab2基因(PatrickJ.O‘Mahony等.Plant Molecular Biology，1999，39809-821)等。上述小GTP结合蛋白是一类在细胞内的运输过程中起重要作用的蛋白。它们通过结合GTP而激活，当GTP被水解为GDP后处于非活性状态。Rab2属于小GTP结合蛋白(也称为GTP酶)Ras相关大家族中的Rab亚家族。Rab GTP酶是一类调节分子，在真核细胞中调节膜运输，在细胞内吞作用和生物合成的蛋白运输中起重要的作用。新合成的蛋白从内质网到高尔基复合体以及分泌小泡的运输中涉及到的小泡的运转，都受到小GTP结合蛋白Rab的影响。Rab在细胞损伤修复时起保护作用。干旱胁迫诱导小GTP结合蛋白Rab2的表达，而且它还受其他外界胁迫因子，如盐碱(ElaMizrahi-Aviv等.Taylor & Francis，2002，13295-300)等的诱导而表达。然而，迄今为止，还未有关于编码小麦小GTP结合蛋白Rab2基因TaRab2的报道。
技术实现思路
针对上述研究背景，本专利技术人深入研究，通过文库筛选，获得特异的EST(表达序列标签)，利用电子延伸和RT-PCR(Reverse Transcription-PCR反转录聚合酶链式反应)技术成功地克隆了小麦小GTP结合蛋白Rab2基因的全长cDNA序列，命名为TaRab2(Triticum aestivum GTP-bindingprotein rab2)，将其编码的Rab2 GTP酶命名为TaRab2，从而完成了本专利技术。应当指出，包括自然发生的多态变异，例如由获得蛋白质的生物的物种、个体等的差异导致；由通过定点诱变法、随机诱变法等人工诱变处理引入遗传突变而引起的小麦小GTP结合蛋白Rab2的氨基酸缺失、替换和插入后得到的氨基酸序列也属于本专利技术要求保护的范围内。因此，本专利技术的一个目的是提供一种核苷酸序列，其编码具有小GTP结合蛋白功能的如下蛋白质(i)或(ii)(i)其氨基酸序列如SEQ ID NO2所示；(ii)在(i)限定的氨基酸序列中经过替换、缺失或插入一个或多个氨基酸衍生的蛋白质。优选该核苷酸序列为具有SEQ ID NO1所示序列的小麦小GTP结合蛋白Rab2基因TaRab2。本专利技术还有一个目的是提供上述小麦小GTP结合蛋白Rab2基因TaRab2在植物基因工程中的应用，其特征在于在植物中表达TaRab2。在一个优选实施方案中，将TaRab2用于植物抗旱基因工程；在另一个优选实施方案中，将TaRab2用于植物抗盐和抗病害等抗逆基因工程。TaRab2基因为首次在小麦中克隆的直接通过水分胁迫方法而诱导表达的基因，由于小GTP结合蛋白Rab2与外界胁迫因子，如干旱、盐碱、病害等相关，并在植物蛋白运输过程中起重要作用。从小麦中克隆该基因对于利用转基因方法培育小麦抗旱、抗盐或抗病害新品种具有重要的现实意义。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述，但不应理解为是对本专利技术进行限定。图1.TaRab2基因的全长cDNA序列及其推测的氨基酸序列。该图为TaRab2基因的全长cDNA序列及其推测的氨基酸序列图。该基因全长824bp，ORF区633bp，编码210个氨基酸，包括68bp的5’UTR和124bp的3’UTR。基因全长cDNA的第68位是ORF的5’端第一个起始密码子ATG，第700位是3’端终止密码子TAA，如图中粗体所示。图2EST1及其电子延伸后新的核苷酸序列EST2。其中P1为RT-PCR的5’引物，P2为其3’引物，如图中粗体所示。具体实施例方式为了实现上述目的，本专利技术的一种优选实施方式如下所示。我们以小麦(Triticum aestivum)抗旱品种为实验材料，通过对已经构建的水分胁迫24h和48h诱导表达的SSH(suppression subtractivehybridization)cDNA文库的筛选，获得了一些重要的小麦抗旱相关基因的EST；利用电子延伸及RT-PCR基因克隆技术，在小麦中成功地克隆了小GTP结合蛋白Rab2基因的全长cDNA序列，命名为TaRab2(Triticumaestivum GTP-binding protein rab2)。我们以小麦(Triticum aestivum)抗旱品种旱选10号(中国农业科学院作物品种资源研究所提供种子)为实验材料，构建水分胁迫24h和48h诱导表达的SSH(suppression subtractive hybridization)cDNA文库，通过对文库本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种核苷酸序列，其编码具有小ＧＴＰ结合蛋白功能的如下蛋白质（ｉ）或（ｉｉ）：（ｉ）其氨基酸序列如ＳＥＱＩＤＮＯ：２所示；（ｉｉ）在（ｉ）限定的氨基酸序列中经过替换、缺失或插入一个或多个氨基酸衍生的蛋白质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：景蕊莲，郭志爱，臧庆伟，昌小平，
申请(专利权)人：中国农业科学院作物品种资源研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。