一種與植物抗逆性相關(guān)的TaALDH7-5A蛋白及其編碼基因與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種與植物抗逆性相關(guān)的TaALDH7-5A蛋白 及其編碼基因與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 干旱是影響農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量的主要因素之一。干旱脅迫打破了植物器官的 滲透平衡，使植物體內(nèi)積累大量活性氧，并且通過(guò)脂質(zhì)過(guò)氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)產(chǎn)生過(guò)量的醛類物 質(zhì)。由于醛類物質(zhì)的毒副作用，使它們對(duì)植物生長(zhǎng)造成巨大的威脅。而醛脫氫酶（Aldehyde dehydrogenases，ALDHs)能夠通過(guò)不可逆的氧化反應(yīng)將醛類物質(zhì)降解為相應(yīng)的酸類物質(zhì)， 從而降低干旱對(duì)植物生長(zhǎng)的影響。
[0003] 雖然有多篇文獻(xiàn)報(bào)道ALDH7基因家族受脅迫誘導(dǎo)表達(dá)，但其具體的遺傳與生理生 化功能以及其在動(dòng)植物中的高度進(jìn)化保守性的意義還不清楚，在小麥中也還未見(jiàn)到ALDH7 基因克隆的報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種蛋白質(zhì)。
[0005] 本發(fā)明提供的蛋白質(zhì)是如下a)或b)的蛋白質(zhì)：
[0006] a)氨基酸序列是序列表中序列2的蛋白質(zhì)；
[0007] b)將序列表中序列2所示的氨基酸序列經(jīng)過(guò)一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代和/或 缺失和/或添加得到的且與植物抗逆性相關(guān)的蛋白質(zhì)。
[0008] 本發(fā)明還提供了與上述蛋白質(zhì)相關(guān)的生物材料，為下述B1)至B6)中的任一種：
[0009] B1)編碼上述所述蛋白質(zhì)的核酸分子；
[0010] B2)含有B1)所述核酸分子的表達(dá)盒；
[0011] B3)含有B1)所述核酸分子的重組載體或含有B2)所述表達(dá)盒的重組載體；
[0012] B4)含有B1)所述核酸分子的重組質(zhì)粒或含有B2)所述表達(dá)盒的重組質(zhì)粒；
[0013] B5)含有B1)所述核酸分子的重組菌或含有B2)所述表達(dá)盒的重組菌或含有B3) 所述重組載體的重組菌；
[0014]B6)含有B1)所述核酸分子的轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞系或含有B2)所述表達(dá)盒的轉(zhuǎn)基因 植物細(xì)胞系或含有B3)所述重組載體的轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞系。
[0015] 上述生物材料中，B1)所述核酸分子的核苷酸序列如序列表中序列1所示。
[0016] 上述生物材料中，B6)所述轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞系不包括繁殖材料。
[0017] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述所述蛋白質(zhì)或上述所述相關(guān)生物材料在調(diào)控植 物抗逆性中的應(yīng)用。
[0018] 上述應(yīng)用中，所述抗逆性為抗旱脅迫。
[0019] 本發(fā)明最后一個(gè)目的是提供一種培育抗逆性提高的轉(zhuǎn)基因植物的方法。
[0020] 本發(fā)明提供的培育抗逆性提高的轉(zhuǎn)基因植物的方法包括如下步驟：包括向出發(fā)植 物中導(dǎo)入上述蛋白質(zhì)的編碼基因得到抗逆性高于所述出發(fā)植物的抗逆性轉(zhuǎn)基因植物的步 驟。
[0021] 上述方法中，所述蛋白質(zhì)的編碼基因序列如序列表中序列1所示。
[0022] 上述方法中，所述抗逆性為抗旱脅迫。
[0023] 上述方法中，所述出發(fā)植物為單子葉植物或雙子葉植物；所述雙子葉植物為十字 花科植物；所述十字花科植物具體為擬南芥。
[0024] 本發(fā)明提供了一種與植物抗逆性相關(guān)的TaALDH7_5A蛋白及其編碼基因與應(yīng)用。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：TaALDH7-5A蛋白在植物抵御干旱脅迫過(guò)程中發(fā)揮了重要的作用，為改良作 物的抗逆性提供新的基因資源。
【附圖說(shuō)明】
[0025] 圖1為野生型和TaALDH7-5A轉(zhuǎn)基因植株在甘露醇誘導(dǎo)的干旱脅迫下的主根生長(zhǎng) 比較。圖1A為野生型和TaALDH7-5A轉(zhuǎn)基因植株在甘露醇脅迫下主根生長(zhǎng)情況的比較；圖 1B為野生型和TaALDH7-5A轉(zhuǎn)基因植株在甘露醇脅迫下主根長(zhǎng)的統(tǒng)計(jì)比較。其中，WT代表 野生型；A7A-32-8代表TaALDH7-5A轉(zhuǎn)基因植株；A7A-35-1代表TaALDH7-5A轉(zhuǎn)基因植株； A7A-12-1代表TaALDH7-5A轉(zhuǎn)基因植株。
[0026] 圖2為野生型和TaALDH7-5A轉(zhuǎn)基因植株失水速率比較。其中，WT代表野生型； A7A-32-8 代表TaALDH7-5A轉(zhuǎn)基因植株；A7A-35-1 代表TaALDH7-5A轉(zhuǎn)基因植株；A7A-12-1 代表TaALDH7-5A轉(zhuǎn)基因植株。
[0027] 圖3為野生型和TaALDH7-5A轉(zhuǎn)基因植株的耐旱性比較。圖3A為野生型和 TaALDH7-5A轉(zhuǎn)基因植株在干旱脅迫下的表型變化；圖3B、3C和3D分別為播種42天后野 生型和TaALDH7-5A轉(zhuǎn)基因植株的葉綠素a、b和a+b含量的比較情況；圖3E為野生型和 TaALDH7-5A轉(zhuǎn)基因植株中丙二醛含量的測(cè)定；圖3F為野生型和TaALDH7-5A轉(zhuǎn)基因植株存 活率的比較。其中，WT代表野生型；A7A-32-8代表TaALDH7-5A轉(zhuǎn)基因植株；A7A-35-1代表 TaALDH7-5A轉(zhuǎn)基因植株；A7A-12-1代表TaALDH7-5A轉(zhuǎn)基因植株。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法。
[0029] 下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑獲得。
[0030] 實(shí)驗(yàn)材料：普通小麥（TriticumaestivumL.)的抗旱品種魯麥19,原編號(hào)濟(jì)旱 044,在文獻(xiàn)"曹學(xué)昌，《山東農(nóng)業(yè)科學(xué)》，1991，2,21"中公開(kāi)過(guò)，公眾可從山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 作物研宄所獲得。
[0031]PEG6000為德國(guó)Merck公司產(chǎn)品，產(chǎn)品編號(hào)為807491。
[0032] 實(shí)施例l、TaALDH7-5A基因的獲得
[0033] 1、植物材料的處理
[0034] 用PEG6000模擬干旱脅迫處理普通小麥品種魯麥19號(hào)的幼苗，分別在干旱脅迫 1、3、5和7小時(shí)后剪取小麥幼苗的葉片。
[0035] 2、提取步驟1中的小麥幼苗葉片的總RNA，反轉(zhuǎn)錄獲得cDNA。
[0036] 3、以步驟2中的cDNA為模板，采用TaALDH7-5AF和TaALDH7-5AR引物進(jìn)行PCR擴(kuò) 增，得到TaALDH7-5A基因片段。引物序列如下：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 蛋白質(zhì)，是如下a)或b)的蛋白質(zhì)： a) 氣基酸序列是序列表中序列2的蛋白質(zhì)； b) 將序列表中序列2所示的氨基酸序列經(jīng)過(guò)一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代和/或缺失 和/或添加得到的且與植物抗逆性相關(guān)的蛋白質(zhì)。
2. 與權(quán)利要求1所述蛋白質(zhì)相關(guān)的生物材料，為下述B1)至B6)中的任一種： B1)編碼權(quán)利要求1所述蛋白質(zhì)的核酸分子； B2)含有B1)所述核酸分子的表達(dá)盒； B3)含有B1)所述核酸分子的重組載體或含有B2)所述表達(dá)盒的重組載體； B4)含有B1)所述核酸分子的重組質(zhì)?；蚝蠦2)所述表達(dá)盒的重組質(zhì)粒； B5)含有B1)所述核酸分子的重組菌或含有B2)所述表達(dá)盒的重組菌或含有B3)所述 重組載體的重組菌； B6)含有B1)所述核酸分子的轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞系或含有B2)所述表達(dá)盒的轉(zhuǎn)基因植物 細(xì)胞系或含有B3)所述重組載體的轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞系。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的相關(guān)生物材料，其特征在于：B1)所述核酸分子的核苷酸序列 是序列表中序列1。
4.權(quán)利要求1所述蛋白質(zhì)或權(quán)利要求2或3所述相關(guān)生物材料在調(diào)控植物抗逆性中的 應(yīng)用。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用，其特征在于：所述抗逆性為抗旱脅迫。
6.根據(jù)權(quán)利權(quán)利要求4或5所述的應(yīng)用，其特征在于：所述出發(fā)植物為單子葉植物或 雙子葉植物。
7. -種培育抗逆性提高的轉(zhuǎn)基因植物的方法，包括向出發(fā)植物中導(dǎo)入權(quán)利要求1所述 蛋白質(zhì)的編碼基因得到抗逆性高于所述出發(fā)植物的抗逆性轉(zhuǎn)基因植物的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于：所述蛋白質(zhì)的編碼基因序列如序列表中 序列1所示。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于：所述抗逆性為抗旱脅迫。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7-9中任一所述的方法，其特征在于：所述出發(fā)植物為單子葉植物或 雙子葉植物。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種與植物抗逆性相關(guān)的TaALDH7-5A蛋白及其編碼基因與應(yīng)用。該蛋白質(zhì)，是如下a)或b)的蛋白質(zhì)：a)氨基酸序列是序列表中序列2的蛋白質(zhì)；b)將序列表中序列2所示的氨基酸序列經(jīng)過(guò)一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加得到的且與植物抗逆性相關(guān)的蛋白質(zhì)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明的蛋白具有提高植物抗旱脅迫的功能，該蛋白在植物育種方面具有重要應(yīng)用價(jià)值。
【IPC分類】C12N9-02, C12N15-82, C12N15-53, A01H5-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104531626
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510023695
【發(fā)明人】張相岐, 陳加敏, 衛(wèi)波, 李國(guó)良, 范仁春, 王獻(xiàn)平
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2015年1月16日