水稻基因ＫＴ５０６在提高植物耐逆性能上的应用制造技术

本发明专利技术公开了一个来源于水稻的与耐逆性相关的基因ＫＴ５０６。实验证明，将本发明专利技术的基因转化水稻可显著提高水稻对高盐的耐受性。本发明专利技术的蛋白及其编码基因对于植物耐逆机制的研究，以及提高植物的耐逆性及相关性状的改良具有重要的理论及实际意义，将在植物（特别是禾谷类作物）的耐逆基因工程改良中发挥重要作用，应用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及植物耐逆性相关的基因与其应用，特别涉及来源于水稻的与抗逆相 关的基因KT506在提高植物耐盐性中的应用。
技术介绍
水稻、玉米和小麦是我国重要的粮食作物，三大作物的产量、品质对于我国的 粮食生产和粮食安全都至关重要。干旱、盐碱、高温和冻害等非生物逆境会直接影响粮 食作物的正常生长和产量。随着分子生物学技术飞速发展和转基因技术的应用与普及，以农作物性状改良 为主要目标的转基因生物新品种的培育越来越受到重视。美国、日本、加拿大、韩国以 及欧洲一些国家的政府都投入了相当多的资金开展植物功能基因组的研究；同时，一些 高端的生物技术公司投入大量的人力物力分离各类功能基因的全长cDNA，抢先获得有用 的基因资源。如美国的CERES公司，利用高质量的全长cDNA文库，在短短几年时间里 已经在玉米，拟南芥、大豆、小麦、棉花、油菜等植物上申请了将近15000个基因的专 利；使得实力强大的MONSANTO公司出巨资与其合作，共同研究基因的功能。但是， 一些通过基因缺失突变体等手段获得的功能明确的基因，尤其是抗逆相关基因，很难真 正应用于农作物的性状改良，其原因主要是在改善了抗逆性能的同时，也影响了植物的 正常生长，无法保持优良农艺性状。但有些抗逆相关基因在受逆境诱导型启动子的调控 时基本上不影响作物的正常生长。针对这一状况，美国的Mendel Biotechnology公司将拟 南芥全部转录因子与不同的启动子组合，分别转入到番茄中，获得了一批在农作物改良 方面有很大应用潜力的基因。证明通过基因的规模化功能验证寻找作物性状改良的有效 基因的方法是一条切实可行的途径。转录因子是一类调控基因表达的关键基因，对作物的生长发育起着重要的调节 作用。利用生物信息手段，根据转录因子的结构特点从基因组水平推测的转录因子基因 是一组最有可能具有明确功能的基因。多年以来，转录因子的克隆和功能研究一直是科 学研究的热点之一。科学家们利用不同的研究路线分离鉴定了大量的转录因子，丰富了 转录因子数据库，也从中发现了一些与农艺性状相关调控因子，为农作物的性状改良提 供了重要基因资源。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一个与耐逆性相关的水稻基因KT506，以用于提高植物的 耐逆性能。专利技术所提供的与耐逆性相关的Κ 06基因，来源于稻属水稻(Oryza sativa L.)， 编码具有下述氨基酸序列的蛋白质1)序列表中的 SEQ IDNO 1 ；序列表中的SEQ ID NO 1由325个氨基酸残基组成，为蛋白KT506。本专利技术中KT506的编码基因既可为所述基因的CDNA序列，也可为所述基因的 基因组DNA序列，或者是与所述基因具有90%以上同源性且编码相同功能蛋白的DNA 序列。具有SEQ ID NO 1所示氨基酸序列的编码基因可以具有序列表中SEQ ID NO 2的核苷酸序列。含有本专利技术基因的表达载体、转基因细胞系及宿主菌均属于本专利技术的保护范 围。扩增KT506任一片段的引物对也在本专利技术的保护范围之内。本专利技术的另一个目的是提供一种提高植物耐逆性的方法。本专利技术所提供的提高植物耐逆性的方法，是将编码本专利技术与耐逆性相关的 KT506基因导入植物组织、细胞或器官，植物耐逆性获得提高。在上述提高植物耐逆性的方法中，本专利技术中水稻与耐逆性相关的KT506基因既 可为所述基因的cDNA序列，也可为所述基因的基因组基因序列；与所述基因具有90% 以上同源性且编码相同功能蛋白的DNA序列，是将所述基因的cDNA或基因组基因序列 用已知的方法进行分离和/或修饰和/或设计得到的。本领域的技术人员应该理解的是， 特定基因序列中核苷酸同一性的微小改变可能会导致该基因效能的降低或者加强，而且 在一些应用(例如，反义或共抑制技术)中，部分序列经常会和全长序列同样有效地发挥 作用。基因序列变化或缩短的方法，以及测试这些发生变化的基因的有效性的方法均是 本领域技术人员熟知的。本专利技术水稻与耐逆性相关KT506基因或其同源序列可通过植物表达载体导入植 物组织、细胞或器官；用于构建所述植物表达载体的出发载体可为任意一种可用于根瘤 农杆菌或发根农杆菌转化植物的双元载体或可用于植物微弹轰击的载体等，如pBin系列 载体(如pBinl9等)、pBI系列载体(如pBI 101等)、Gateway 系列载体(如pH2GW7 等)、pCAMBIA系列载体(如pCAMBIA 3301等)、per8、pX6或其它衍生植物表达载 体，所述出发载体还可为可在原核生物中复制的载体，如pENTER-TOPO、pUC系列载 体或pBluescript系列载体等。使用本专利技术中水稻与耐逆性相关的Κ 06基因或其同源序列构建植物表达载 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 (ABA、干旱、盐碱或化学诱导等)启动子。所述组成性表达启动子可为花椰菜花叶病毒 (CAMV) 35S启动子，玉米Ubiquitin启动子或水稻actinl启动子等；所述组织特异性表 达启动子可为根特异性表达启动子、叶片特异性表达启动子、维管特异性表达启动子、 种子特异性表达启动子、花特异性表达启动子或花粉特异性表达启动子，如2S1启动子 (GenBank 号NM_118848.2，GI: 30687489)禾Π NapinA (GenBank 号Μ64633.1，GI: 349405)启动子等；所述诱导型启动子可为受低温、干旱、ΑΒΑ、乙烯、盐碱或化学等 诱导的启动子。上述启动子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，包括翻译增强子和/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。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、GFP基因、萤光素酶基因等)、具有抗性的抗生素标记物(新霉素磷酸转移酶 (NPTII)基因、潮霉素磷酸转移酶(Hygromycin phosphotransferase)基因、庆大霉素标记 物或卡那霉素标记物等)或是抗化学试剂标记基因(如抗除莠剂基因)等。所述含新霉 素磷酸转移酶(NPTII)基因的宿主植物细胞、组织或器官可由卡那霉素或其替代衍生物 如G418等进行筛选，含潮霉素磷酸转移酶(Hygromycin phosphotransferase)基因的宿主植 物细胞、组织或器官可由潮霉素进行筛选。从转基因植物的安全性考虑，可不加任何选 择性标记基因，直接以逆境筛选转化植株。经上述方法进行筛选后还可采用Southern、 PCR或点杂交等分子检测手段对转基因植株进行检测，以确定其是否转化有目的基因。其中，本专利技术以pCAMBIA1300为出发载体，构建的含有本专利技术水稻与耐逆性 相关的KT506基因的植物表达载体命名为pCactF-KT506。携带有本专利技术水稻与耐逆性相 关的KT506基因或其同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增强植物抗盐性的方法，其特征是将植物抗逆相关蛋白的编码基因插入表达载体，获得含有植物抗逆相关蛋白编码基因的重组表达载体，将该重组表达载体导入目的植物，从表达所述植物抗逆相关蛋白的植株或所述植物抗逆相关蛋白表达量增加的植株中筛选得到抗盐性增强的植株；其中，所述植物抗逆相关蛋白的氨基酸序列如ＳＥＱ　ＩＤ　ＮＯ：１所示。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘雨，刘春霞，李晓娟，李早霞，王喜萍，周君莉，
申请(专利权)人：北京未名凯拓作物设计中心有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]