一种植物耐逆性相关蛋白TaMAPK3及其编码基因和应用制造技术

本发明专利技术公开了一种植物耐逆性相关蛋白TaMAPK3及其编码基因和应用。本发明专利技术提供的蛋白质是如下a)或b)或c)或d)的蛋白质：a)氨基酸序列是序列2所示的蛋白质；b)在序列2所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；c)将序列2所示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/或添加得到的具有相同功能的蛋白质；d)与序列2所示的氨基酸序列具有75％或75％以上的同源性且具有相同功能的蛋白质。实验证明：将TaMAPK3基因导入拟南芥中得到的转基因拟南芥，其对干旱、高盐和病害的抗性均高于野生型拟南芥，本发明专利技术提供的蛋白和基因将在培育抗逆性和耐逆性增强的植物中发挥重要的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种植物耐逆性相关蛋白TaMAPK3及其编码基因和应用
本专利技术涉及生物
，具体涉及一种植物耐逆性相关蛋白TaMAPK3及其编码基因和应用。
技术介绍
干旱、高盐及低温等逆境胁迫是影响小麦生长、发育的障碍因子。因此，了解小麦对逆境条件的应答与信号传导机制，提高小麦品种的抗逆性，成为小麦遗传研究及小麦品种改良的重要任务之一。在逆境胁迫下植物体内会产生一系列应答反应，伴随着许多生理生化及发育上的变化。明确植物对逆境的反应机制，将为抗逆基因工程研究和应用提供科学论据。目前，植物抗逆性研究已逐渐深入到细胞、分子水平，并与遗传学和遗传工程研究相结合，探索用生物技术来改进植物生长特性，其目的是提高植物对逆境的适应能力。在干旱、高盐和低温等环境胁迫的逆境条件下，植物能够在分子、细胞和整体水平上做出相应的调整，以最大程度上减少环境所造成的伤害并得以生存。许多基因受胁迫诱导表达，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。与胁迫相关的基因产物可以分为两大类：第一类基因编码的产物包括离子通道蛋白、水通道蛋白、渗透调节因子(蔗糖、脯氨酸和甜菜碱等)合成酶等直接参与植物胁迫应答的基因产物；第二类基因编码的产物包括参与胁迫相关的信号传递和基因表达调节的蛋白因子，如蛋白激酶、转录因子等。其中，蛋白激酶在植物胁迫信号的感知、传递的调控中起着重要作用。到目前为止，已发现的蛋白激酶约有300种左右。在细胞信号传导、细胞周期调控等系统中，蛋白激酶形成了纵横交错的网络。这类酶催化从ATP转移出磷酸并共价结合到特定蛋白质分子中某些丝氨酸、苏氨酸或酪氨酸残基的羟基上，从而改变蛋白质、酶的构象和活性。根据蛋白激酶的磷酸化氨基酸残基的种类，蛋白激酶可以分为Ser/Thr蛋白激酶，Tyr蛋白激酶以及双特异性Ser/Thr/Tyr蛋白激酶。Ser/Thr蛋白激酶主要包括MACDPK1，CDCDPK1，JNK等。这种类型的蛋白激酶目前研究的较多，并且在信号传导途径中起重要作用。而酪氨酸蛋白激酶分为两类，一类是非受体型酪氨酸蛋白激酶，以src基因产物为代表，此外还有Yes、Fyn、Lck、Fgr、Lyn、Fps/Fes及Ab1等；另一类是受体型酪氨酸蛋白激酶，根据它们的结构不同，受体型酪氨酸激酶可以分为9种类型。在动物细胞中，酪氨酸蛋白激酶往往参与程序性细胞死亡、癌变等重要细胞行为。蛋白激酶在植物响应逆境胁迫的信号传导途径中占有重要的地位。蛋白激酶通过自身的磷酸化提高或者降低自身的激酶活性，通过磷酸化底物提高或者降低底物蛋白的酶活性，然后底物蛋白又调控下游基因的酶活，形成一个级联调控途径。如RAS信号调控途径，在细胞受体酪氨酸蛋白激酶感受到配体的信号后，形成二聚体并发生自身磷酸化，激活RAS，然后由活化的RAS激活引起蛋白激酶的级联反应。这种级联调控是一种很精密很复杂的调控网络，蛋白激酶可能在上游作为一种开关在行使其功能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是如何调控植物耐逆性。为解决上述技术问题，本专利技术首先提供了一种与植物耐逆性相关的蛋白。本专利技术所提供的与植物耐逆性相关的蛋白来源于麦类小麦属(TriticumaestivumL.)，名称为TaMAPK3，为如下a)或b)或c)或d)的蛋白质：a)氨基酸序列是序列2所示的蛋白质；b)在序列2所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；c)将序列2所示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/或添加得到的具有相同功能的蛋白质；d)与序列2所示的氨基酸序列具有75％或75％以上的同源性且具有相同功能的蛋白质。其中，序列2由369个氨基酸残基组成。为了使a)中的蛋白质便于纯化，可在序列表中序列2所示的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如表1所示的标签。表1、标签的序列标签残基序列Poly-Arg5-6(通常为5个)RRRRRPoly-His2-10(通常为6个)HHHHHHFLAG8DYKDDDDKStrep-tagII8WSHPQFEKc-myc10EQKLISEEDL上述c)中的蛋白质TaMAPK3，所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加为不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。上述c)中的蛋白质TaMAPK3可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。上述c)中的蛋白质TaMAPK3的编码基因可通过将序列1所示的DNA序列中缺失一个或几个氨基酸残基的密码子，和/或进行一个或几个碱基对的错义突变，和/或在其5′端和/或3′端连上表1所示的标签的编码序列得到。为解决上述技术问题，本专利技术又提供了与TaMAPK3蛋白质相关的生物材料。本专利技术提供的与TaMAPK3蛋白质相关的生物材料为下述A1)至A12)中的任一种：A1)编码TaMAPK3蛋白质的核酸分子；A2)含有A1)所述核酸分子的表达盒；A3)含有A1)所述核酸分子的重组载体；A4)含有A2)所述表达盒的重组载体；A5)含有A1)所述核酸分子的重组微生物；A6)含有A2)所述表达盒的重组微生物；A7)含有A3)所述重组载体的重组微生物；A8)含有A4)所述重组载体的重组微生物；A9)含有A1)所述核酸分子的转基因植物细胞系；A10)含有A2)所述表达盒的转基因植物细胞系；A11)含有A3)所述重组载体的转基因植物细胞系；A12)含有A4)所述重组载体的转基因植物细胞系。上述生物材料中，A1)所述核酸分子为如下1)或2)或3)所示的基因：1)其编码序列是序列1第349-1458位所示的cDNA分子或基因组DNA分子；2)与1)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且编码TaMAPK3蛋白质的cDNA分子或基因组DNA分子；3)在严格条件下与1)或2)限定的核苷酸序列杂交，且编码TaMAPK3蛋白质的cDNA分子或基因组DNA分子。其中，所述核酸分子可以是DNA，如cDNA、基因组DNA或重组DNA；所述核酸分子也可以是RNA，如mRNA或hnRNA等。本领域普通技术人员可以很容易地采用已知的方法，例如定向进化和点突变的方法，对本专利技术的编码TaMAPK3的核苷酸序列进行突变。那些经过人工修饰的，具有与本专利技术分离得到的TaMAPK3的核苷酸序列75％或者更高同一性的核苷酸，只要编码TaMAPK3且具有相同功能，均是衍生于本专利技术的核苷酸序列并且等同于本专利技术的序列。这里使用的术语“同一性”指与天然核酸序本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.蛋白质，是如下a)或b)或c)或d)的蛋白质：/na)氨基酸序列是序列2所示的蛋白质；/nb)在序列2所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；/nc)将序列2所示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/或添加得到的具有相同功能的蛋白质；/nd)与序列2所示的氨基酸序列具有75％或75％以上的同源性且具有相同功能的蛋白质。/n

【技术特征摘要】
1.蛋白质，是如下a)或b)或c)或d)的蛋白质：
a)氨基酸序列是序列2所示的蛋白质；
b)在序列2所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；
c)将序列2所示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/或添加得到的具有相同功能的蛋白质；
d)与序列2所示的氨基酸序列具有75％或75％以上的同源性且具有相同功能的蛋白质。


2.与权利要求1所述的蛋白质相关的生物材料，为下述A1)至A12)中的任一种：
A1)编码权利要求1所述的蛋白质的核酸分子；
A2)含有A1)所述核酸分子的表达盒；
A3)含有A1)所述核酸分子的重组载体；
A4)含有A2)所述表达盒的重组载体；
A5)含有A1)所述核酸分子的重组微生物；
A6)含有A2)所述表达盒的重组微生物；
A7)含有A3)所述重组载体的重组微生物；
A8)含有A4)所述重组载体的重组微生物；
A9)含有A1)所述核酸分子的转基因植物细胞系；
A10)含有A2)所述表达盒的转基因植物细胞系；
A11)含有A3)所述重组载体的转基因植物细胞系；
A12)含有A4)所述重组载体的转基因植物细胞系。


3.根据权利要求2所述的相关生物材料，其特征在于：A1)所述核酸分子为如下1)或2)或3)所示的基因：
1)其编码序列是序列1第349-1458位所示的cDNA分子或基因组DNA分子；
2)与1)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且编码权利要求1所述的蛋白质的cDNA分子或基因组DNA分子；
3)在严格条件下与1)或2)限定的核苷酸序列杂交，且编码权利要求1所述的蛋白质的cDNA分子或基因组DNA分子。


4.权利要求1所述的蛋白质或权利要求2或3所述的相关生物材料在调控植物耐逆性中的应用；
或，权利要求1所述的蛋白质或权利要求2或3所述的相关...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐兆师，杜勇涛，何冠华，崔晓玉，赵梦洁，陈隽，陈明，周永斌，马有志，
申请(专利权)人：中国农业科学院作物科学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11