棉花酪氨酸蛋白磷酸酶GhPTP1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棉花酪氨酸蛋白磷酸酶GhPTP1及其编码基因和应用。本发明专利技术的棉花酪氨酸蛋白磷酸酶GhPTP1是如下a)或b)或c)的蛋白质：a)氨基酸序列是序列表中序列2所示的蛋白质；b)在序列表中序列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)将序列表中序列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。通过试验证明：说明GhPTP1蛋白可以降低植物的抗逆性，尤其降低了拟南芥的抗盐性、抗旱性、渗透胁迫抗性，并能提高对ABA的敏感性，为有效提高植物耐盐抗旱性奠定良好的分子基础。

【技术实现步骤摘要】
棉花酪氨酸蛋白磷酸酶GhPTP1及其编码基因和应用
本专利技术属于生物
，具体涉及棉花酪氨酸蛋白磷酸酶GhPTP1及其编码基因和应用。
技术介绍
棉花是世界上最重要的天然纤维经济作物，在我国国民经济中占有十分重要的地位。目前，干旱、盐碱是全球面临的严重问题之一，也是制约我国农业生产的主要因素。多年来，人们采用传统常规选育等方法解决棉花品种干旱和盐渍问题，但往往耗资大、工作量大和选择效率不高。随着分子生物学的不断发展，利用生物技术手段，培育抗旱、耐盐棉花品种正成为可能。当前棉花的基因克隆工作虽然已经取得了一定的成果，但棉花的基因克隆工作远远落后于水稻、玉米、小麦等粮食作物，尤其是对棉花耐盐机理的研究特别是在分子水平上的研究还不是很多。病毒诱导的基因沉默(Virus—inducedgenesilencing，VIGS)作为一种有效的反向遗传学技术广泛的用于植物基因组功能的鉴定，病毒诱导的基因沉默可以在植株的不同部位成功沉默内源基因，为研究不同生长时期的基因功能提供了切实可行的手段。在真核生物中，蛋白质的“可逆磷酸化”作为一项普遍而重要的调控机制，几乎参与调控着生命活动的每个过程，细胞的生长和分化、基因复制和转录调控、蛋白质的修饰和代谢调控、分子识别和信号转导等都与蛋白质的可逆磷酸化密切相关(GuptaandLuan，2003；BoudsocqandLauriere，2005)。作为广泛参与生物细胞内信号传递的一类分子事件，蛋白磷酸酶既存在于低等的原核生物中，也存在于高等生物体内。蛋白质的可逆磷酸化过程由蛋白激酶(Proteinkinases)和蛋白磷酸酶(Proteinphosphatases)共同催化完成。蛋白激酶通过对其底物上特定的氨基酸残基进行磷酸化修饰而激活蛋白活性，使微弱的信号得以放大；反之，蛋白磷酸酶使磷酸化的蛋白质去磷酸化，以终止信号或进行逆向调控。蛋白质的可逆磷酸化过程存在多种多样的调节途径，同时蛋白磷酸酶和蛋白激酶有多种底物并可在单个或多个位点发挥作用，这些特性为细胞的信号转导等提供了一种分子开关(Switchonandoff)的作用，使细胞能有效而经济的调控对内外信息的反应(Luan,2002)。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种蛋白质。本专利技术提供的蛋白质是如下a)或b)或c)的蛋白质：a)氨基酸序列是序列表中序列2所示的蛋白质；b)在序列表中序列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)将序列表中序列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。本专利技术的另一个目的是提供与上述蛋白质相关的生物材料。本专利技术提供的与上述蛋白质相关的生物材料为下述A1)至A12)中的任一种：A1)编码上述蛋白质的核酸分子；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。上述相关生物材料中，A1)所述核酸分子为如下1)或2)或3)所示的基因：1)其编码序列是序列表中序列1的cDNA分子或DNA分子；2)与1)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且编码上述蛋白质的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，且编码上述蛋白质的cDNA分子或基因组DNA分子。本专利技术还有一个目的是提供上述蛋白质或上述相关生物材料的新用途。本专利技术提供了上述蛋白质或上述相关生物材料在调控植物抗逆性中的应用。上述应用中，所述调控为降低。本专利技术还提供了上述蛋白质或上述相关生物材料在培育抗逆性提高的转基因植物中的应用。上述应用中，所述抗逆性为抗盐性和/或抗旱性和/或渗透胁迫抗性和/或ABA胁迫抗性。本专利技术还有一个目的是提供一种培育抗逆性提高的转基因植物的方法。本专利技术提供的培育抗逆性提高的转基因植物的方法包括将抑制上述蛋白质的编码基因表达的物质导入受体植物中，得到转基因植物的步骤；所述转基因植物的抗逆性高于所述受体植物。上述方法中，所述抑制上述蛋白质的编码基因表达的物质为含有序列1所示的DNA分子的pTRV-RNA2载体和pTRV-RNA1载体。上述方法中，所述抗逆性为抗盐性和/或抗旱性和/或渗透胁迫抗性和/或ABA胁迫抗性。上述方法中，所述转基因植物的抗逆性高于所述受体植物具体体现在：在100mM、200mM、250mM、300mM或400mMNaCl胁迫下，转基因植物的地上部与地下部干物重和存活率高于受体植物，或在5％PEG干旱胁迫下，转基因植物的含水量高于受体植物，转基因植物的失水率低于受体植物。上述方法中，所述受体植物为单子叶植物或双子叶植物；所述双子叶植物具体为棉花。本专利技术的最后一个目的是提供抑制上述蛋白质的编码基因表达的物质。本专利技术提供的抑制上述蛋白质的编码基因表达的物质为含有序列1所示的DNA分子的pTRV-RNA2载体和pTRV-RNA1载体。本专利技术克隆了棉花GhPTP1基因，并通过构建转GhPTP1拟南芥和利用VIGS技术构建GhPTP1沉默植株，对GhPTP1基因的功能进行了功能验证。通过试验证明：说明GhPTP1蛋白可以降低植物的抗逆性，尤其降低了拟南芥的抗盐性、抗旱性、渗透胁迫抗性和ABA胁迫抗性，更深入的研究了植物对盐、旱等胁迫信号的响应机制，为有效提高植物耐盐抗旱性奠定良好的分子基础。附图说明图1为棉花GhPTP1基因组织特异性表达分析及亚细胞定位。图1A为棉花GhPTP1基因组织特异性表达分析；图1B为棉花GhPTP1基因质壁分离前的亚细胞定位；图1C为棉花GhPTP1基因质壁分离后的亚细胞定位。图2为棉花GhPTP1基因沉默效率鉴定。图2A为GhPTP1基因半定量PCR沉默效率检测；图2B为GhPTP1基因q-PCR沉默效率检测。图3为VIGS-GhPTP1沉默植株抗盐表型及生物量比较。图3A为VIGS-GhPTP1沉默植株抗盐表型；图3B为VIGS-GhPTP1沉默植株盐胁迫下干物质积累量。图4为VIGS-GhPTP1沉默植株在不同盐胁迫下表型分析及存活率比较。图4A为VIGS-GhPTP1沉默植株不同盐浓度胁迫表型；图4B为VIGS-GhPTP1沉默植株不同盐浓度胁迫下存活率比较。图5为沉默不同品种GhPTP1基因在盐胁迫下的抗盐表型。图6为VIGS-GhPTP1沉默植株抗旱表型。图6A为VIGS-GhPTP1沉默植株PEG渗透胁迫下表型；图6B为VIGS-GhPTP1沉默植株失水率；图6C为VIGS-GhPTP1沉默植株含水量。图7为T2代转GhPTP1拟南芥纯合株系在不同盐胁迫下的萌发率比较。图7A为T2代转GhPTP1拟南芥不同盐浓度下萌发表型；图7B为T2代转GhPTP1拟南芥不同盐浓度下萌发率统计。图8为T2代转GhPTP1拟南芥纯合株系在10本文档来自技高网...

【技术保护点】
蛋白质，是如下a)或b)或c)的蛋白质：a)氨基酸序列是序列表中序列2所示的蛋白质；b)在序列表中序列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)将序列表中序列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。

【技术特征摘要】
1.蛋白质，是如下a)或b)或c)的蛋白质：a)氨基酸序列是序列表中序列2所示的蛋白质；b)在序列表中序列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)将序列表中序列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。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)其编码序列是序列表中序列1的cDNA分子或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...

【专利技术属性】
技术研发人员：李召虎，穆春，张明才，田晓莉，李茂营，杜明伟，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11