一种提高植物抗逆性相关蛋白α/β水解酶及其编码基因与应用制造技术

本发明专利技术公开了一种提高植物抗逆性相关蛋白α/β水解酶及其编码基因与应用。该蛋白质为氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的蛋白质或SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列的N端或/和C端连接蛋白标签得到的融合蛋白。本发明专利技术进一步公开了上述蛋白质相关的生物材料及应用。本发明专利技术克隆了GmMas蛋白及其编码基因，并将GmMas蛋白的编码基因导入烟草中，显著提高转基因烟草植株的抗旱性与耐盐性。本发明专利技术的蛋白及其编码基因对培育抗逆性植物品种具有重要的应用价值，从而提高农作物产量具有重要意义；本发明专利技术将在农业领域具有广阔的应用空间和市场前景。农业领域具有广阔的应用空间和市场前景。农业领域具有广阔的应用空间和市场前景。

【技术实现步骤摘要】
一种提高植物抗逆性相关蛋白
α
/
β
水解酶及其编码基因与应用


[0001]本专利技术涉及一种植物抗逆性相关蛋白GmMas及其编码基因与应用，具体涉及蛋白质GmMas及其相关生物材料和应用。

技术介绍

[0002]大豆（Glycine maxL.）是主要的油料作物，其籽粒提供了主要的植物蛋白。随着气候变迁、灌溉和化肥的大量使用，土壤盐渍化问题越来越突出。世界上存在大面积的盐渍化的土地。据统计，全世界共有8亿 hm2盐碱地，在灌溉地区还有占耕地面积33%的次生盐渍化土地，土壤的盐溃化严重影响现代农业的发展。就我国而言，在全国18亿亩耕地中有近十分之一的次生盐溃化土地，另外还有2000万hm2盐碱荒地。一般来说，盐浓度在0.2~0.5%会影响作物的生长，但是盐碱地的盐分大都在0.6~10%。大面积的盐渍化土地的存在严重影响了粮食生产，成为限制农业生产的主要因素。随着世界人口的剧增及可耕地面积的逐年下降，粮食生产安全受到了严重威胁，对于人均耕地面积相对较小的中国更是日益严重的问题。
[0003]水资源短缺是当前制约全球农业生产发展的一个严峻的生态问题。干旱是长期以来影响全世界粮食安全的主要限制因素，随着全球气温升高，干旱和半干旱土地面积正在逐年增加。中国干旱半干旱耕地面积约占总耕地面积的51%，每年有将近2.5
×
10
6 hm2耕地不同程度上受到干旱的影响。目前，随着全球气候的变暖和生态平衡的破坏，水资源短缺的现象显得更为严重。作物正常生长发育和高产都必须有充足的水分提供保障。因此，干旱是影响作物产量的最重要的非生物胁迫因素之一，尤其是传统农业生产将面临严峻的挑战。
[0004]大豆品种抗逆性的提高是影响未来大豆产业发展的重大课题。盐、干旱胁迫可抑制作物生长速度，降低分蘖、分枝数量，甚至致死，最终影响作物产量，已经成为制约我国农作物生长与产量的重要因素之一。深入探究高等植物适应盐、干旱胁迫逆境的机制，有助于提高植物抗逆性性，对于作物耐逆遗传改良有重要指导意义。因此，发掘和利用大豆抗逆相关基因，并结合分子辅助育种来培育抗逆品种，被认为是目前提高大豆抗逆性的有效策略之一。
[0005]在长期的进化过程中，植物发展出了一系列的耐盐抗旱机制。随着分子生物学的迅速发展，植物耐盐抗旱生理生化机制日益明确，使得克隆与植物耐盐抗旱相关基因成为可能。加强植物耐盐抗旱生理的研究，探明植物在逆境下的生命活动规律并加以人为调控，克隆大豆α/β水解酶基因GmMas，利用基因工程技术提高植物耐盐性和抗旱性，培育具有抵抗不良环境性状的优良品种，以提高作物的产量和品质，对于获得农业高产稳产具有重要意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题为如何有效提高植物抗旱性与耐盐性。本专利技术的目的在于针对以上技术问题提供一种提高植物抗逆性相关蛋白α/β水解酶及其编码基因与应
用。
[0007]本专利技术首先提供了一种蛋白质，名称为GmMas蛋白或蛋白质GmMas，来源于大豆（Glycine maxL.），为如下（a1）或（a2）或（a3）任一所示：（a1）氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的蛋白质；（a2）SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列的N端或/和C端连接蛋白标签得到的融合蛋白；（a3）将SEQ ID NO.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/或添加得到的与（a1）所示的蛋白质具有90％以上的同一性且功能相同的蛋白质。
[0008]其中，SEQ ID NO.2由407个氨基酸残基组成。
[0009]上述蛋白质可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。
[0010]上述蛋白质中，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。
[0011]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BLAST2.1中，通过使用blastp作为程序，将Expect值设置为10，将所有Filter设置为OFF，使用BLOSUM62作为Matrix，将Gap existence cost，Per residue gap cost和Lambda ratio分别设置为11，1和0.85（缺省值）并进行检索一对氨基酸序列的同一性进行计算，然后即可获得同一性的值（％）。
[0012]上述蛋白质中，所述90％以上的同一性可为至少91％、92％、95％、96％、98％、99％或100％的同一性。
[0013]上述蛋白质GmMas的相关生物材料也属于本专利技术的保护范围。所述的相关生物材料为下述（c1）
‑
（c10）中的任一种：（c1）编码蛋白质GmMas的核酸分子；（c2）含有（c1）所述核酸分子的表达盒；（c3）含有（c1）所述核酸分子的重组载体、或含有（c2）所述表达盒的重组载体；（c4）含有（c1）所述核酸分子的重组微生物、或含有（c2）所述表达盒的重组微生物、或含有（c3）所述重组载体的重组微生物；（c5）含有（c1）所述核酸分子的转基因植物细胞系、或含有（c2）所述表达盒的转基因植物细胞系、或含有（c3）所述重组载体的转基因植物细胞系；（c6）含有（c1）所述核酸分子的转基因植物组织、或含有（c2）所述表达盒的转基因植物组织、或含有（c3）所述重组载体的转基因植物组织；（c7）含有（c1）所述核酸分子的转基因植物器官、或含有（c2）所述表达盒的转基因植物器官、或含有（c3）所述重组载体的转基因植物器官；（c8）含有（c1）所述核酸分子的转基因植株、或含有（c2）所述表达盒的转基因植株、或含有（c3）所述重组载体的转基因植株；（c9）由（c8）所述转基因植株的可再生细胞产生的组织培养物；（c10）由（c9）所述组织培养物产生的原生质体。
[0014]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。
[0015]上述相关生物材料中，（c1）中编码蛋白质GmMas的核酸分子具体可为如下（d1）或（d2）或（d3）中的任意一种：（d1）如SEQ ID NO.1所示的DNA分子；（d2）编码序列为SEQ ID NO.1所示的DNA分子；（d3）在严格条件下与（d1）或（d2）限定的DNA分子杂交，且编码蛋白质GmMas的DNA分子。
[0016]其中，SEQ ID NO. 1由1224个核苷酸组成，其开放阅读框（ORF）为自5
’
末端起第1位
‑
1224位，编码氨基酸序列如SEQ ID NO. 2所示的蛋白。
[0017本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.蛋白质，为如下（a1）或（a2）或（a3）任一所述的蛋白质：（a1）氨基酸序列如SEQ ID NO. 2所示的蛋白质；（a2）SEQ ID NO. 2所示的氨基酸序列的N端或/和C端连接蛋白标签得到的融合蛋白；（a3）将SEQ ID NO. 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/或添加得到的与（a1）所示的蛋白质具有90％以上的同一性且功能相同的蛋白质。2.权利要求1所述蛋白质的相关生物材料，其特征在于：该相关生物材料为如下（c1）
‑
（c10）中任一所示：（c1）编码权利要求1中所述蛋白质的核酸分子；（c2）含有（c1）所述核酸分子的表达盒；（c3）含有（c1）所述核酸分子的重组载体、或含有（c2）所述表达盒的重组载体；（c4）含有（c1）所述核酸分子的重组微生物、或含有（c2）所述表达盒的重组微生物、或含有（c3）所述重组载体的重组微生物；（c5）含有（c1）所述核酸分子的转基因植物细胞系、或含有（c2）所述表达盒的转基因植物细胞系、或含有（c3）所述重组载体的转基因植物细胞系；（c6）含有（c1）所述核酸分子的转基因植物组织、或含有（c2）所述表达盒的转基因植物组织、或含有（c3）所述重组载体的转基因植物组织；（c7）含有（c1）所述核酸分子的转基因植物器官、或含有（c2）所述表达盒的转基因植物器官、或含有（c3）所述重组载体的转基因植物器官；（c8）含有（c1）所述核酸分子的转基因植株、或含有（c2）所述表达盒的转基因植株、或含有（c3）所述重组载体的转基因植株；（c9）由（c8）所述转基因植株的可再生细胞产生的组织培养物；（c10）由（c9）所述组织培养物产生的原生质体。3.根据权利要求2所述的相关生物材料，其特征在于：编码权利要求1中所述蛋白质的核酸分子为如下（d1）或（d2）或（d3）中的任意一种：（d1）如SEQ ID NO. 1所示的DNA分子；（d2）编码序列为SEQ ID NO. 1所示的DNA分子；（d3）在严格条件下与（d1）或（d2）限定的DNA分子杂交，且编码权利要求1中所述的蛋白质的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下述任（b1）
‑
（b24）中至少一种的应用：（b1）提高植物耐盐性；（b2）制备提高植物耐盐性的产品；（b3）提高植物抗旱性；（b4）制备提高植物抗旱性的产品；（b5）提高干旱和/或盐胁迫条件下植物的生根情况；（b6...

【专利技术属性】
技术研发人员：王飞兵，王海洋，刘慧楠，张妍宁，王昱盛，朱佳兰，杨紫萱，吴彩玲，万陈中，袁梓程，叶玉秀，王尊欣，陈新红，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：