[发明专利]一个编码冰缘植物冷诱导蛋白的基因及其在抗寒转基因烟草中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一个编码冰缘植物冷诱导蛋白的基因，特别是涉及一个编码高山离子芥冷诱导的DEAD-box RNA解旋酶的基因，及其在抗寒转基因烟草中的应用。

背景技术

DEAD-box RNA解旋酶存在于从原核的细菌到真核的动植物的绝大多数生物中。这些蛋白能够利用ATP水解释放的能量改变RNA的次级结构或者移走绑定的蛋白，从而帮助RNA形成正确的折叠形式。DEAD-box RNA解旋酶参与很多的RNA代谢过程，包括转录，前体RNA的剪切，核糖体生物发生，RNA出核运输，翻译起始，细胞器基因表达，RNA降解等多种生理过程(Rocak S andLinder P，2004，Nature Rev.Mol.Cell Biol.)。在模式植物拟南芥中，DEAD-box RNA解旋酶基因组成一个含有58个成员的家族，即AtRH1-AtRH58(Aubourg S，Kreis M，et al，1999，Nucleic Acides Research)。近年来，人们发现DEAD-box RNA解旋酶参与高等植物胁迫应答，包括低温胁迫，热胁迫，盐胁迫，渗透胁迫以及氧化胁迫。例如已经发现拟南芥DEAD-boxRNA解旋酶FL2-5A4，PMH1，PMH2，以及大麦DEAD-box RNA解旋酶HVD1在低温胁迫下表达量增高，在烟草中过表达一个DEAD-box RNA解旋酶PDH45增强了烟草的耐盐性(Sanan-Mirshra N，Pham X H，Sopory S K，et al，2005，Proc.Natl Acad.Sci.)。

高山离子芥(Chorispora bungeana)是十字花科离子芥属多年生植物，分布在高海拔亚高山草甸和砾石质山坡上。其生存环境的特点是气候寒冷、土层反复冻融，空气稀薄、辐射强、劲风。高山离子芥在外部形态结构和生态策略上没有显著的抗性特征，为了耐受长期低温、反复冻融，强紫外、大风等不利的环境条件，势必通过表达抗性基因来维持自身的生理代谢和生长发育，以避免或减轻严酷的环境胁迫的危害。因此高山离子芥是理想的研究植物抗性的的材料。

为探索高山离子芥适应低温胁迫的内在机制，本实验室利用蛋白质组学的方法，分析高山离子芥在低温胁迫(0℃)和常温(20℃)下的蛋白表达差异。用TCA-丙酮法分别提取无菌苗的总蛋白，进行双向电泳，对凝胶进行胶体考染并脱色，利用PDQUEST8.0软件对电泳结果进行分析，发现其中一个蛋白在低温胁迫下(0℃)积累量是正常条件(20℃)的7倍，质谱分析表明该蛋白属于DEAD-box RNA解旋酶家族，我们将该蛋白命名为CbDRH(Chorisporabungeana DRH，CbDRH)。我们利用RACE技术，获得编码CbDRH基因全cds区。序列比对分析表明CbDRH与拟南芥AtRH30同源性最高，达90％。目前，在拟南芥中还未见到关于AtRH30功能的报道。克隆该基因并应用到转基因植物上对于培育抵抗低温的优良作物具有一定的价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种高山离子芥DRH冷诱导蛋白基因及其编码产物。本发明的另一目的提供高山离子芥DRH冷诱导蛋白基因在抗冻转基因烟草中的应用。

(a)一种高山离子芥DRH(Chorispora bungeana DRH，CbDRH)基因编码序列，该基因包含1452个核苷酸，编码484个氨基酸，其分子量为52.66KD。其核苷酸序列为序列表中序列(a)所述，以下为核苷酸序列。

ATGAGCTCCTATGATCGTAGATTTGCTGATCCGAATTCGTATCGCCAACGCTCTGGCGCCCCAGTT

GGTCCATCTCAGCCAATGGATCCTTCTGCTGCACCGTACAATCCACGATACGGTGGTGGTGGTGGA

TATGGACCGTCTCCTGTAATGGCCGGTGATGGCTCCGGGTATAGTCGGTACCCAGCTTTCCAGCCA

CCTACTAGTGGTTTCTCCGTTGGTCGCGGCGGAGGAGGAGGAAGAGGCACATATGGTCAATACGGC

GGCGGAGGAGGCGGCGGCAGTGGTGGGAATTGGGGAGGACGTGGTGGTGGATCGAATAAAAGAGAG

CTAGATAATGTTTCGCTTCCGAAGCAGAATTTTGGGAATCTTGTCCATTTCGAGAAGAATTTCTAC