本发明专利技术公开了钙调素结合蛋白COLD13在调控植物耐冷性中的应用。本发明专利技术提供了COLD13蛋白或其相关生物材料在调控植物耐冷性中的应用；所述相关生物材料为能够表达所述COLD13蛋白的核酸分子或含有所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组菌或转基因细胞系；所述COLD13蛋白为SEQ ID No.1所示蛋白或其经一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加，或序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白，或其N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白。实验证明，COLD13及其编码基因可以调控植物的耐冷性，向植物中导入COLD13的编码基因可以提高植物的耐冷性。本发明专利技术对于培育耐冷植物新品种具有重要意义。有重要意义。
【技术实现步骤摘要】
钙调素结合蛋白COLD13在调控植物耐冷性中的应用
[0001]本专利技术涉及分子生物学领域，具体涉及钙调素结合蛋白COLD13在调控植物耐冷性中的应用。
技术介绍
[0002]钙调素结合蛋白(CaM binding protein，CaMBP)，一类能够和钙调素(Calmodulin，CaM)结合的蛋白。1982年发表了关于盘基网柄菌中CaMBPs的第一篇报告，钙调神经磷酸酶(CN)是最早发现并且仍然是特征最丰富的CaMBP之一。随着技术进步，酵母双杂、CaM探针(如35S-CaM和HRP-CaM)、免疫共沉淀和CaM琼脂糖珠分离纯化、微矩阵等方法被用来筛选CaMBP，越来越多CaMBPs被鉴定出来。植物CaM结合蛋白种类多样且数目繁多，据估计，拟南芥全基因组CaMBP的数目达500个，植物中至少有50个功能明确的CaMBP。
[0003]CaMBP在植物体内种类繁多如激酶及磷酸酶类、离子通道和膜蛋白类、转录因子等。同时具有各种不同的生理功能，如离子运输、代谢途径、细胞增殖、细胞运动等，在植物生长发育、开花受精以及逆境胁迫等方面发挥重要作用。如在烟草中调控开花的NtCBK1，在拟南芥中调控叶片发育的MYB91，在拟南芥胁迫反应中起作用的CAMTA3。据已有研究报道，已研究报道的50多个钙调素结合蛋白大致可分为激酶磷酸酶类，如水稻中OsMKP1；转录因子和辅助因子类，如拟南芥中的CBP60家族；离子通道和膜蛋白，如拟南芥中的ACA8；代谢酶类，如拟南芥中的CAT3。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是提供一种涉及钙调素结合蛋白COLD13在调控植物耐冷性中的应用。
[0005]第一方面，本专利技术要求保护COLD13蛋白或其相关生物材料在调控植物耐冷性中的应用。
[0006]其中，所述相关生物材料可为能够表达所述COLD13蛋白的核酸分子或含有所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组菌或转基因细胞系。
[0007]所述表达盒是指能够在宿主细胞中表达COLD13的DNA，该DNA不但可包括启动COLD13基因转录的启动子，还可包括终止COLD13转录的终止子。进一步，所述表达盒还可包括增强子序列。可用于本专利技术的启动子包括但不限于：组成型启动子，组织、器官和发育特异的启动子，和诱导型启动子。启动子的例子包括但不限于：泛生素基因Ubiqutin启动子(pUbi)；花椰菜花叶病毒的组成型启动子35S；来自西红柿的创伤诱导型启动子，亮氨酸氨基肽酶("LAP",Chao等人(1999)Plant Physiol120:979-992)；来自烟草的化学诱导型启动子，发病机理相关1(PR1)(由水杨酸和BTH(苯并噻二唑-7-硫代羟酸S-甲酯)诱导)；西红柿蛋白酶抑制剂II启动子(PIN2)或LAP启动子(均可用茉莉酮酸曱酯诱导)；热休克启动子(美国专利5，187，267)；四环素诱导型启动子(美国专利5，057,422)；种子特异性启动子，如谷子种子特异性启动子pF128(CN101063139B(中国专利2007 1 0099169.7))，种子贮存蛋白
质特异的启动子(例如，菜豆球蛋白、napin,oleosin和大豆beta conglycin的启动子(Beachy等人(1985)EMBO J.4:3047-3053))。它们可单独使用或与其它的植物启动子结合使用。此处引用的所有参考文献均全文引用。合适的转录终止子包括但不限于：农杆菌胭脂碱合成酶终止子(NOS终止子)、花椰菜花叶病毒CaMV 35S终止子、tml终止子、豌豆rbcS E9终止子和胭脂氨酸和章鱼氨酸合酶终止子(参见，例如：Odell等人(I
985
)Nature 313:810；Rosenberg等人(1987)Gene,56:125；Guerineau等人(1991)Mol.Gen.Genet,262:141；Proudfoot(1991)Cell,64:671；Sanfacon等人Genes Dev.,5:141；Mogen等人(1990)Plant Cell,2:1261；Munroe等人(1990)Gene,91:151；Ballad等人(1989)Nucleic Acids Res.17:7891；Joshi等人(1987)Nucleic Acid Res.,15:9627)。
[0008]构建含有所述COLD13基因表达盒的重组表达载体。所利用的植物表达载体可为Gateway系统载体或双元农杆菌载体等，如pGWB411、pGWB412、pGWB405、pBin438、pCAMBIA1302、pCAMBIA2301、pCAMBIA1301、pCAMBIA1300、pBI121、pCAMBIA1391-Xa或pCAMBIA1391-Xb。使用GmbHLH664构建重组表达载体时，在其转录起始核苷酸前可加上任何一种增强型、组成型、组织特异型或诱导型启动子，如花椰菜花叶病毒(CAMV)35S启动子、泛生素基因Ubiqutin启动子(pUbi)等，它们可单独使用或与其它的植物启动子结合使用；此外，使用本专利技术的基因构建植物表达载体时，还可使用增强子，包括翻译增强子或转录增强子，这些增强子区域可以是ATG起始密码子或邻接区域起始密码子等，但必需与编码序列的阅读框相同，以保证整个序列的正确翻译。所述翻译控制信号和起始密码子的来源是广泛的，可以是天然的，也可以是合成的。翻译起始区域可以来自转录起始区域或结构基因。
[0009]为了便于对转基因植物细胞或植物进行鉴定及筛选，可对所用植物表达载体进行加工，如加入可在植物中表达的编码可产生颜色变化的酶或发光化合物的基因(GUS基因、萤光素酶基因等)、具有抗性的抗生素标记物(庆大霉素标记物、卡那霉素标记物等)或是抗化学试剂标记基因(如抗除莠剂基因)等。
[0010]所述COLD13蛋白可为如下任一所示蛋白质：
[0011](A1)氨基酸序列为SEQ ID No.1的蛋白质；
[0012](A2)将SEQ ID No.1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/或添加且具有相同功能的蛋白质；
[0013](A3)与(A1)-(A2)中任一所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同一性且具有相同功能的蛋白质；
[0014](A4)在(A1)-(A3)中任一所限定的蛋白质的N端和/或C端连接蛋白标签后得到的融合蛋白。
[0015]上述蛋白质中，所述蛋白标签(protein-tag)是指利用DNA体外重组技术，与目的蛋白一起融合表达的一种多肽或者蛋白，以便于目的蛋白的表达、检测、示踪和/或纯化。所述蛋白标签可为Flag标签、His标签、MBP标签、HA标签、myc标签、GST标签和/或SUMO标签等。
[0016]上述蛋白质中，同一性是指氨基酸序列的同一性。可使用国际互联网上的同源性检索站点测定氨基酸序列的同一性，如NCBI主页网站的BLAST网页。例如，可在高级BL本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.COLD13蛋白或其相关生物材料在调控植物耐冷性中的应用；所述相关生物材料为能够表达所述COLD13蛋白的核酸分子或含有所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组菌或转基因细胞系；所述COLD13蛋白为如下任一所示蛋白质：(A1)氨基酸序列为SEQ ID No.1的蛋白质；(A2)将SEQ ID No.1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/或添加且具有相同功能的蛋白质；(A3)与(A1)-(A2)中任一所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同一性且具有相同功能的蛋白质；(A4)在(A1)-(A3)中任一所限定的蛋白质的N端和/或C端连接蛋白标签后得到的融合蛋白。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述COLD13蛋白或其编码基因在所述植物中的表达量和/或活性提高，植物的耐冷性提高；所述COLD13蛋白或其编码基因在所述植物中的表达量和/或活性降低，植物的耐冷性降低。3.COLD13蛋白或其相关生物材料在植物育种中的应用；所述相关生物材料为能够表达所述COLD13蛋白的核酸分子或含有所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组菌或转基因细胞系；所述COLD13蛋白为如下任一所示蛋白质：(A1)氨基酸序列为SEQ ID No.1的蛋白质；(A2)将SEQ ID No.1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/或添加且具有相同功能的蛋白质；(A3)与(A1)-(A2)中任一所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同一性且具有相同功能的蛋白质；(A4)在(A1)-(A3)中任一所限定的蛋白质的N端和/或C端连接蛋白标签后得到的融合蛋白。4.一种培育耐冷性提高的植物品种的方法，包括使受体植物中COLD13蛋白的表达量和/或活性提高的步骤；所述COLD13蛋白为如下任一所示蛋白质：(A1)氨基酸序列为SEQ ID No.1的蛋白质；(A2)将SEQ ID No.1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/或添加且具有相同功能的蛋白质；(A3)与(A1)-(A2)中任一所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同一性且具有相同功能的蛋白质；(A4)在(A1)-(A3)中任一所限定的蛋白质的N端和/或C端连接蛋白标签后得到的融合蛋白。5.一种培育耐冷性降低的植物品种的方法，包括使受体植物中COLD13蛋白的表达量和/或活性降低的步骤；所述COLD13蛋白为如下任一所示蛋白质：(A1)氨基酸序列为SEQ ID No.1的蛋白质；
(A2)将SEQ ID No.1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/或添加且具有相同功能的蛋白质；(A3)与(A1)-(A2)...
【专利技术属性】
技术研发人员：种康，刘平平，张景昱，刘栋峰，
申请(专利权)人：中国科学院植物研究所，
类型：发明
国别省市：
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