[发明专利]天山雪莲SikDh基因在培育抗寒植物中的应用

说明书

技术领域：

本发明涉及一种从菊科凤毛菊属植物分离得到sikDh基因，并对植物品种进行改良，增加植物的抗寒性能，尤其是一种从天山雪莲(Saussurea involucrata Kar.et Kir)叶片全长cDNA文库得到的sikDh基因，构建原核表达载体，制备抗血清，同时构建诱导型和组成型植物表达载体，转化植物，对抗寒性效果进行评价。

背景技术：

植物植物抗寒的一个重要机制是渗透调节作用，即植物在冷胁迫下，通过体内生理生化代谢途径的改变在低水势下忍耐脱水，以保持或吸收水分，保护叶绿体功能和维持体内离子平衡。这种生理生化代谢途径的主要特征是产生渗透物质和特定蛋白，以控制离子、水流和去除有毒物质(The molecular basis of dehydration tolerance in plants.Annu.Rev.Plant Physiol.Plant Mol.Biol.47，377-403)。现已知植物的抗寒性是由复杂的多基因控制的数量性状，通过导入单一的功能基因可以在一定程度上提高植物的抗寒性。

脱水素(Dehydrins(group HLEAs))，脱水素mRNA和蛋白是最常报导的冷调节分子类型，它们的结构特点和可能的功能已经被揭示(Emergence of a biochemical role of a family of plantdehydration proteins.Physiol Plant 97：795-80)。所有的脱水素羧基末端含有富含Lys基序的K-区段(consensus sequence：EKKGIMDKIKEKLPG)，许多脱水素也包含一系列由6个以上丝氨酸组成的S-区段(S-segment)，大部分也包含一个或多个Y-区段(Y-segment)(consensus sequence：{V/T}DEYGNP)。在氨基酸终止区和K-区段之间也有一些保守序列，包括甘氨酸和苏氨酸序列，它们的特点都是高度亲水，可以在极性氨基酸之间替代。不同的脱水素其K-区段、Y-区段的数目，以及其它序列的特征都是不一样的。

这个独特的K-区段形成α-螺旋，它可以稳定大分子和亚细胞结构(Emergence of abiochemical role of a family of plant dehy dration proteins.Physiol Plant 97：795-80)、(Structural motifsin LEA proteins of higher plants.In：Close TJ and Bray EA(eds)Response of Plants to CellularDehydration During Environmental Stress.Rockville：American Society of Plant Physiologists，pp91-103)。S-区段可以作为磷酸化位点，与核定位信号肽相结合参与运输(The maize abscisicacid-responsive protein Rab 17 is located in the nucleus and interacts with nuclear localization signals.Plant Cell 6：351-360)、(Expression，tissue distribution and subcellular localization of dehydrinTAS 14 in salt-stressed tomato plants.Plant Mol Biol 26：1921-1934)。免疫定位表明脱水素不仅存在于细胞核，而且在胞质中也存在(Nuclear and cytoplasmic localisation of maize embryo andaleurone dehydrin. Protoplasm 177：87-94)。Y-区段序列与分子伴侣部分核酸结合序列同源(Identification Of nucleotide-binding regions in the chaperonin proteins GroEL and GroES.Nature366：279-282)。