[发明专利]植物抗逆相关蛋白及其编码基因与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种植物抗逆相关蛋白及其编码基因与应用。

背景技术

干旱缺水是全球农业生产面临的严重问题，也是制约我国粮食生产发展的重要因素。主要粮食作物小麦的栽培需要大量的水，我国平均每生产1吨小麦需水量约500-700m³。全世界发展中国家至少有6000万公顷小麦栽培在雨养耕地，但其产量水平只有灌溉条件下的10％-50％。所以，发展抗旱节水小麦品种，以提高作物的水分利用效率，既可增加产量，又可以缓解水资源短缺的矛盾。

改良作物抗旱性对于提高农业生产力具有重大意义，受到世界各国的高度重视，近期我国启动的转基因作物新品种培育重大专项就是最好的实证。研究植物的抗旱机理、克隆抗旱相关基因、通过基因工程改良作物抗旱性是培育抗旱作物新品种的一条有效途径。虽然作物的抗旱性遗传基础复杂，克隆、转化抗旱基因获得抗旱性明显提高的新品种难度较大，但经众多科学家的共同努力，已经取得了一定的进步，涌现了不少成功的例子，如Cheng等(Molecular Breeding，2002，10：71-82)把小麦的LEA蛋白基因导入水稻，转基因植株的抗旱、耐盐性得到了明显提高；WU等(Chinese Science Bulletin，2003，48：2594-2600)将拟南芥的δ-OAT基因转入水稻中过量表达，转基因植株中脯氨酸含量明显增加，抗旱和耐盐性明显增强；Dubouzet等(PlantJ，2003，33：751-763)将水稻转录激活蛋白基因OsDRE1A导入拟南芥后，转基因植株表现了强抗旱、抗盐和耐寒特性。Hu等将OsNAC1基因导入到水稻中，转基因后代的抗旱性得到明显增强，而且不影响后代产量(Hu等2006，Proc Natl Acad Sci USA，10：71-82)。

目前，已克隆的抗旱相关基因主要包两大类，第一类为功能基因，这类基因包括低分子可溶性糖、氨基酸和小分子蛋白质等合成相关基因，以及保护细胞免受损害的酶类，如脯氨酸合成相关酶基因，包括吡咯啉-5-羧酸合成酶基因P5CS及PVAB2，吡咯琳-5-羧酸还原酶基因P5CR等；晚期胚胎发生丰富蛋白(LEA)，小麦LEA蛋白基因(Ingram等1996，Annual Review of Plant Physiology and PlantMolecular Biology，47：377-403)。