[发明专利]一种高山离子芥抗冻蛋白及其编码序列与应用

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，特别涉及一种高山离子芥抗冻蛋白及其编码序列在提高烟草抗冻性中的应用。

背景技术

COR（Cold responsive）基因编码一类受低温诱导而产生的蛋白，对防止脱水和稳定细胞内环境有一定的作用。目前对拟南芥COR15基因家族中的COR15a研究比较深入，编码一种分子量为15000 道尔顿的蛋白，2.5℃诱导2h后产生，进入叶绿体后又去掉导肽形成分子量为9400 道尔顿的多肽（COR15am），在零下低温的胁迫时对叶绿体膜起稳定作用（Leslie A. Wanner and Olavi Junttila，1999，Plant Physiol.）。COR15a在转基因植物中组成表达后，含COR15am蛋白的转基因植物中的叶绿体比野生型植物中不含COR15am蛋白的叶绿体更具耐冻性(Murray Webb et al., 1996，Plant Physiol.)，而且COR15a的表达能增加原生质膜的低温稳定性(ArtusNN et al., 1996, ProcNatl Acad Sci USA)。 进一步的研究表明，COR15am蛋白在离体条件下可以增加膜脂分子的稳定性。

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。其环境条件的特点是气候寒冷、空气稀薄、辐射强、劲风。高山离子芥在我国主要分布于乌鲁木齐河源区流石碓，该地区海拔3600～3900m。年平均气温在-5～-7℃之间，6～8月平均气温为3.6℃，气温日差较大，是一种伴随反复冻融的冰冻环境。并且处于迎风坡，流石碓中砾石保水性差，时常造成干旱胁迫。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、强紫外、大风和生理干旱，适应这些不利的环境条件，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。

高山离子芥与拟南芥同属于十字花科，两者的基因组具有较高的保守性。由于高山离子芥处于冰缘环境，积累了适应低温的有益突变，所以克隆高山离子芥的抗冻基因CbCOR15并应用到转基因作物中提高其抗冻性具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种全新的高山离子芥CbCOR15基因。

本发明的另一个目的在于提供一种培育抗冻转基因植物的方法，是将所述的编码基因转入植物中，得到抗冻的转基因植物。

本发明的又一个目的在于提供一种由所述CbCOR15基因用于转化植物以产生转基因植物的用途。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明采用RACE技术克隆了高山离子芥的CbCOR15基因，所述CbCOR15基因具有SEQ ID NO:1 所示的核苷酸序列，基因全长612个碱基，包含一个 423个碱基的开放阅读框，此外，起始密码子前面有83个碱基长的5’非翻译区，编码区后面有106个碱基的包含poly（A）的3’非翻译区。CbCOR15能够编码CbCOR15蛋白，此种蛋白具有SEQ ID NO: 2所示的氨基酸序列，其中，列表中的SEQ ID NO：2由140个氨基酸组成。

高山离子芥CbCOR15基因编码的蛋白序列和其他植物的COR15蛋白序列进行比较发现：它与小拟南芥ApCOR15a具有最高的同源性70.71%（图1）。其次是荠菜CbCOR15，同源性为66.67%；拟南芥AtCOR15b，65.25%；AtCOR15a，63.57%；油菜BN115，61.97%。