水稻抗旱性OsSINAT5基因及其编码蛋白与应用制造技术

一种水稻抗旱性ＯｓＳＩＮＡＴ５基因及其编码蛋白与应用，其编码蛋白是如下（ａ）或（ｂ）的蛋白质：（ａ）由序列表中如ＳＥＱ　ＩＤ　ＮＯ：２所示的氨基酸序列组成的蛋白质；（ｂ）将（ａ）中氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和／或缺失和／或添加且与植物抗逆性相关的由（ａ）衍生的蛋白质。该植物抗逆性相关蛋白及其编码基因可用于培育抗逆植物，特别是抗干旱水稻。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及植物生物
，具体涉及一个水稻锌指蛋白基因DNA片段 (基因)的分离克隆、功能验证和应用。
技术介绍
植物由于其固着生长的生物学特性，使植物在生长发育过程中与环境密切相 关，并且在生长过程中不可避免地受环境信号的调控并遭遇到各种逆境胁迫，如 盐碱、贫瘠、干旱的土地，寒冷、冰冻的气候，各种病原微生物的侵害等，而干 旱、盐碱、高温等非生物胁迫是目前引起世界范围内农作物减产的主要原因，世 界各国政府及科研人员都迫切希望通过生物技术途径帮助解决这个重大问题。植 物对逆境的响应和适应不仅通过生理生化过程，还需要通过分子细胞水平的调 控，所以研究植物在逆境条件下的生长发育特性，尤其在分子水平揭示这种特性， 是培育能在逆境条件下正常生长发育的植物的重要基础；更是利用现代生物技术 改良植物获得抗逆性强的植物的先决条件。干旱、高盐和低温等环境胁迫己极大的限制了全世界粮食产量的提高，干旱 是限制农业生产的最主要因素。据统计，干旱对世界粮食作物的影响在各种自然 灾害中居于首位，其危害相当于其它自然灾害之和。因此，认识植物对干旱的反 应机制，提高植物的抗旱性，是农业增产的重要基础。在干旱等逆境下，植物能 够在分子、细胞和整体水平上做出相应的调整，以最大程度地减少环境所造成的 伤害并得以生存。干旱对植物的影响主要是引起渗透胁迫并抑制植物的生长、损 伤植物细胞，最终引起DNA的降解而导致植物细胞的死亡。千旱对植物的影响， 仅有一部分可能是植物的一种适应反应，许多反应是因胁迫而致的生理损伤结 果。这一过程与植物对高盐及低温引起的渗透胁迫的反应相似。现有的研究表明，渗透胁迫能够诱导或抑制基因的表达，这些基因的产物不 仅能够直接参与植物的胁迫应答，而且能够调节其它相关基因的表达或参与信号 传导途径，从而使植物避免或减少伤害，增强对胁迫环境的抗性。泛素(Ubiquitin) 是一种在真核生物中普遍存在的由76个氨基酸组成的小蛋白，其氨基酸序列和结 构都高度保守。泛素介导的蛋白质降解是通过泛素/26S蛋白酶体途径实现的。其基本过程是泛素分子在ATP存在的情况下被泛素激活酶(El)激活，使泛素 的C末端甘氨酸结合到E1的半胱氨酸巯基上，然后转移到泛素结合酶(E2)的半 胱氨酸巯基上，最后在泛素连接酶(E3)的作用下，共价连接到靶蛋白分子的 赖氨酸残基上，形成多聚Ub—靶蛋白复合物；该复合物被26S蛋白酶体所识别 并被降解成小肽或氨基酸，同时释放Ub供循环利用。大量研究表明，由泛素介 导的蛋白质降解是生物体维持自身正常生长发育和适应环境的重要生理生化过 程。目前，在拟南芥"rato/o/w/s 中已经鉴定出XERICO(KO etal.,2006)、 SIZl (Catalaetal.,2006) 、 SDIRl (Zhang et al. ，2007)、 DRIP1和DRIP2 (Qin et al.，2008)以及PUB22和PUB23(Cho et al.,2008)等泛素连接酶直接参与植 物对干旱反应关键步骤的控制，超量表达或抑制这些基因的表达能显著增强植物 的抗旱性，这些研究表明泛素介导的蛋白质降解在植物抗旱反应中起着重要作 用。水稻是世界主要粮食作物，全世界约三分之二的人口以稻米为食。而我国是 最大的稻米生产国和消费国，其稻作面积和稻作总产量分别占全世界23%和 37%,世界范围内的降水减少和分布不均对其生产影响很大。再者，我国每年用 水总量为5000亿m3，农业用水占70%，而水稻又是农业耗水的第一大户，其耗 水量占全国总用水量的54%左右，占农业总用水量的65%以上。随着我国人口 的不断增加，工业的快速发展和生态环境的恶化，我国正面临着越来越严重的缺 水问题，干早严重制约着我国粮食产量的提高，因此进行水稻抗早性研究，对于 提高作物抗早性和减少农业生产用水具有重要意义。但目前在水稻中培育出的抗 旱转基因水稻还较少，因此找出水稻中与抗旱相关的泛素连接酶，培育抗旱的品 种对提高水稻产量具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种水稻抗 旱性6fe57yW7^基因及其编码蛋白与应用，可提高水稻的抗旱性。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是 一种水稻抗旱性基因 fe57崩75的编码蛋白，是如下(a)或(b)的蛋白质(a) 氨基酸序列如SEQ ID NO: 2所示;(b) 在(a)中的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与水稻抗旱性相关的由(a)衍生的蛋白质。一种编码上述蛋白质的基因，是如下(a)或(b)的基因 (a )核苷酸序列如SEQ ID NO: 1所示；(b)在严格条件下与(a)限定的DNA序列杂交的编码所述蛋白质的DNA分子。利用上述基因的编码蛋白1) 利用RNAi或者其它技术抑制0sSINAT5基因的表达，本专利技术利用pANDA 载体，通过PCR克隆如SEQ ID No: 4所示的该水稻OyS/A^"基因编码前92 个氨基酸的DNA序列构建RNAi表达载体；2) 、水稻抗旱性基因OsS/AC4r5构建RNAi表达载体导入植物组织或细胞， 得到转基因植株。本专利技术所提供的与水稻抗旱性相关的基因，名称为0^/A^D (与拟南芥中 SINAT5同源)，该基因在水稻基因组数据库TIGR中的编号为Os03g24040,编 码一个含有"SINA"结构域的RING类型的泛素连接酶，该基因的CDS全长 906bp，编码302aa的蛋白。到目前还没有任何关于OsSINAT5功能的研究报道。 本专利技术所述基因即是稻基因组数据库TIGR中的编号为Os03g24040的基因，来 源于水稻，是下列核苷酸序列之一1) 序列表SEQ ID No: 1的DNA序列；2) 编码序列表中SEQIDNo: 2蛋白质序列的多核苷酸；3) 与序列表中SEQ ID No: 1限定的DNA序列具有90%以上的同源性， 且编码相同功能蛋白质的DNA序列；4) 在高严谨条件下可与序列表中SEQ ID No: 1限定的DNA序列杂交 的核苷酸序列。所述高严谨条件为在0.1XSSPE (或0.1XSSC) 、 0.1。/。SDS的溶液中，65°C 条件下杂交并洗膜。序列表中序列1的DNA序列由4963个碱基组成，含有四个外显子，分别 为自5'端第601位到第799位碱基；自5'端第2254位到第2477位碱基；自 5'端第2381位到第3216位碱基；自5'端第3681位到第4363位碱基。该序 列编码SEQ ID No: 2的核苷酸残基序列。与水稻耐旱性相关的基因OsS/M4"的编码蛋白OsSINAT5，是具有序列表 中SEQIDNo: 2氨基酸残基序列的蛋白质，或者是将SEQIDNo: 2的氨基酸 序列经过一个或者几个氨基酸残基的取代、缺失或添加且具有与SEQIDNo: 2 的氨基酸残基序列相同活性的由SEQIDNo: 2衍生的蛋白质。序列表中序列2氨基酸残基序列是由302个氨基酸残基组成的蛋白质。 含有本专利技术基因a^/A^r5的表达载体、转基因细胞系及寄主菌均属于本发 明的保护范围。扩增Oy57A^r5中任一片段的引物对也在本专利技术的保护范围之内。 用于构建所述植物表达载体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水稻抗旱性基因ＯｓＳＩＮＡＴ５的编码蛋白，是如下（ａ）或（ｂ）的蛋白质：　（ａ）氨基酸序列如ＳＥＱ　ＩＤ　ＮＯ：２所示；　（ｂ）在（ａ）中的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和／或缺失和／或添加且与水稻抗旱性相关的由（ ａ）衍生的蛋白质。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宁约瑟，王国梁，谢旗，戴良英，刘雄伦，
申请(专利权)人：湖南农业大学，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]