一种棉花甲硫氨酸亚砜还原酶蛋白编码序列，涉及生物和基因工程技术领域。所分离出的ＤＮＡ分子包括：编码具有棉花甲硫氨酸亚砜还原酶蛋白质活性的多肽的核苷酸序列，而且所述的核苷酸序列与ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ．３中从核苷酸第１９－７８６位的核苷酸序列有至少７０％的同源性；或者所述的核苷酸序列能与ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ．３中从核苷酸第１９－７８６位的核苷酸序列杂交，所述的编码序列具有ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ．３所示的氨基酸序列的多肽，或其保守性变异多肽、或其活性片段，或其活性衍生物，所述的编码序列具有ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ．３中从核苷酸第１９－７８６位的核苷酸序列。本发明专利技术在植物抗氧化方面具有明显的作用，具有很大的应用价值，能够明显减少农作物在干旱、盐碱、低温和病菌感染等环境胁迫条件下生物产量的损失。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物和基因工程
具体地，本专利技术涉及一种在棉花中表达的抗氧化因子蛋白编码序列及其核酸序列。
技术介绍
植物在生长过程中受到各种各样环境胁迫(如极端温度、水分胁迫、辐射、臭氧及二氧化硫和病原菌感染等)的影响，体内产生了大量的活性氧(Reactive OxygenSpecies)，如超氧离子(O2*-)、羟自由基(OH)和过氧化氢(H2O2)。尽管氧对植物的生存是必需的，但它同时也使其面临氧化逆境(oxidative stress)。活性氧(ROS)使膜流动性降低、膜透性增加；抑制酶活性甚至引起蛋白质功能的丧失；且ROS对核酸的攻击可造成细胞死亡或异常蛋白如热激蛋白的形成。植物在进化过程中为保护自身免受ROS的伤害形成了内源保护系统，由非酶抗氧化剂和抗氧化酶类组成，如生物碱、超氧化物歧化酶和谷胱甘肽还原酶等。尽管植物体内存在抗氧化系统，一些高度氧化的副产物如过氧化氢(H2O2)、氢氧根离子(OH-)和过氧化阴离子(O2-)，容易氧化某些氨基酸残基，特别是甲硫氨酸(Met)可以被氧化为甲硫氨酸亚砜(Met(O))，而当一些蛋白质中存在Met(O)则会导致其生物学活性的降低或丧失。进一步研究发现，经氧化形成的Met(O)可以被肽-甲硫氨酸亚砜还原酶(peptide methioninesulfoxide reductase，MsrA)催化逆转而使蛋白重新恢复活性。本专利技术中，我们首次从棉花(Gossypium barbadense)中克隆到甲硫氨酸亚砜还原酶(MsrA)的基因。经对现有技术文献检索发现杂志《Plant Physiology(植物生理)》在2000，123255-263发表了文章“Differential regulation of plastidial and cytosolicisoforms of peptide methionine sulfoxide reductase in Arabidopsis(拟南芥甲硫氨酸亚砜还原酶质体和胞体的差异调控)”，该文献虽然对甲硫氨酸亚砜还原酶MsrA在茉莉酸、高盐、温度和病原菌胁迫处理下的表达做了充分肯定，但截止目前的报道显示该基因的转基因烟草植株的茉莉酸、高盐、温度和病原菌胁迫方面的效果没有明显提高，此外尚未有任何公开或报道过本专利申请中所提及的在棉花中克隆甲硫氨酸亚砜还原酶的蛋白序列及其核酸序列。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种棉花甲硫氨酸亚砜还原酶蛋白编码序列，使其在植物细胞抗氧化上具有明显的作用，能够明显提高植物细胞对氧化物的抗性，降低氧化胁迫对植物的损害。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术所分离出的DNA分子包括编码具有棉花甲硫氨酸亚砜还原酶蛋白质活性的多肽的核苷酸序列，而且所述的核苷酸序列与SEQ ID NO.3中从核苷酸第19-786位的核苷酸序列有至少70％的同源性；或者所述的核苷酸序列能与SEQ ID NO.3中从核苷酸第19-786位的核苷酸序列杂交。所述的编码序列具有SEQ ID NO.3所示的氨基酸序列的多肽，或其保守性变异多肽、或其活性片段，或其活性衍生物。所述的编码序列具有SEQ ID NO.3中从核苷酸第19-786位的核苷酸序列。本专利技术分离出的棉花抗氧化类相关蛋白质多肽，它包括具有SEQ ID NO.3氨基酸序列的多肽，该多肽是具有SEQ ID NO.3序列的多肽，该多肽能够在盐、低温、黄萎病处理下均能发挥作用，而这些逆境胁迫均可引起植物体内ROS的增加。本专利技术的载体，它包含上述的DNA分子。一种核酸分子，它包含所述的DNA分子中8-100个连续核苷酸。本专利技术用上述DNA分子转化的宿主细胞，它是真核细胞。在本专利技术中，“分离的”、“纯化的”DNA是指，该DNA或片段已从天然状态下位于其两侧的序列中分离出来，还指该DNA或片段已经与天然状态下伴随核酸的组分分开，而且已经与在细胞中伴随其蛋白质分开。在本专利技术中，术语“棉花抗氧化蛋白(或多肽)编码序列”指编码具有棉花蛋白活性的多肽的核苷酸序列，如SEQ ID NO.3中第19-786位核苷酸序列及其简并序列。该简并序列是指，位于SEQ ID NO.3序列的编码框第19-786位核苷酸中，有一个或多个密码子被编码相同氨基酸的简并密码子所取代后而产生的序列。由于密码子的简并性，所以与SEQ ID NO.3中第19-786位核苷酸序列同源性低至约70％的简并序列也能编码出SEQ ID NO.3所述的序列。该术语还包括能在中度严紧条件下(70％-85％一致性)，更佳的在高度严紧条件下(85％以上一致性)与SEQ ID NO.3中从核苷酸第19-786位的核苷酸序列杂交的核苷酸序列。该术语还包括与SEQ ID NO.3中从核苷酸第19-786位的核苷酸序列的同源性至少70％，较佳地至少80％，更佳地至少90％，最佳地至少95％的核苷酸序列。该术语还包括能编码具有与天然的棉花相同功能的蛋白的SEQ ID NO.3中开放阅读框序列的变异形式。这些变异形式包括(但并不限于)若干个(通常为1-90个，较佳地1-60个，更佳地1-20个，最佳地1-10个)核苷酸的缺失、插入和/或取代，以及在5’和/或3’端添加数个(通常为60个以内，较佳地为30个以内，更佳地为10个以内，最佳地为5个以内)核苷酸。在本专利技术中，术语“棉花抗氧化蛋白或多肽”指具有棉花蛋白活性的SEQ ID NO.3序列的多肽。该术语还包括具有与天然棉花相关相同功能的、SEQ ID NO.3序列的变异形式。这些变异形式包括(但并不限于)若干个(通常为1-50个，较佳地1-30个，更佳地1-20个，最佳地1-10个)氨基酸的缺失、插入和/或取代，以及在C末端和/或N末端添加一个或数个(通常为20个以内，较佳地为10个以内，更佳地为5个以内)氨基酸。例如，在本领域中，用性能相近或相似的氨基酸进行取代时，通常不会改变蛋白质的功能。又比如，在C末端和/或N末端添加一个或数个氨基酸通常也不会改变蛋白质的功能。该术语还包括棉花MsrA蛋白的活性片段和活性衍生物。本专利技术的棉花多肽的变异形式包括同源序列、保守性变异体、等位变异体、天然突变体、诱导突变体、在高或低的严谨条件下能与棉花相关DNA杂交的DNA所编码的蛋白、以及利用棉花多肽的抗血清获得的多肽或蛋白。在本专利技术中，“棉花保守性变异多肽”指与SEQ ID NO.3的氨基酸序列相比，有至多10个，较佳地至多8个，更佳地至多5个氨基酸被性质相似或相近的氨基酸所替换而形成多肽。这些保守性变异多肽最好根据表1进行替换而产生。表1 表279％identity in 788nt overlapQuery511 cgccaggggaatgatgtggggacacagtacagatctgggatttacttttacagcccagag 570||||||||||||||||||||||| ||||||||| || || ||||| |||| |||Sbjct526 cgccaggggaatgatgtggggacgaggtacagatcaggcatatacttctacacagacgag 585Query571 caggagaag本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种棉花甲硫氨酸亚砜还原酶蛋白编码序列，其特征在于，所分离出的ＤＮＡ分子包括：编码具有棉花甲硫氨酸亚砜还原酶蛋白质活性的多肽的核苷酸序列，而且所述的核苷酸序列与ＳＥＱＩＤＮＯ．３中从核苷酸第１９－７８６位的核苷酸序列有至少７０％的同 源性；或者所述的核苷酸序列能与ＳＥＱＩＤＮＯ．３中从核苷酸第１９－７８６位的核苷酸序列杂交，所述的编码序列具有ＳＥＱＩＤＮＯ．３所示的氨基酸序列的多肽，或其保守性变异多肽、或其活性片段，或其活性衍生物，所述的编码序列具有ＳＥ ＱＩＤＮＯ．３中从核苷酸第１９－７８６位的核苷酸序列。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵静雅，左开井，孙晓芬，唐克轩，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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