[发明专利]一种高山离子芥抗冻基因CbSAMS、制备方法以及其编码产物的氨基酸序列

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基因CbSAMS、其编码产物CbSAMS的氨基酸序列，以及基因CbSAMS制备方法。

背景技术

大量的研究表明，各种冷响应基因的表达对植物的抗冻有着至关重要的作用(Gong et al. 2002; Hsieh et al. 2002；Knight et al. 1999; Thomashow 1999; Tahtiharju and Palva 2001)。众多的冷响应基因编码着种类繁多的蛋白，如植物呼吸、碳循环、脂类、苯丙素和抗氧化代谢过程相关的酶，还有调控基因表达的转录因子，抗冻蛋白等(Guy 1990;Thomashow 1999; Mohapatra et al. 1989)。

S-腺苷甲硫氨酸合成酶（S-adenoslymethionine synthetase 简称SAMS）存在于从原核的细菌到多细胞真核生物乃至人类的大多数物种，该蛋白催化甲硫氨酸和ATP生成S-腺苷甲硫氨酸（S-adenosylmethionine 简称SAM），伴随SAM的生成，三磷酸残基从ATP中解离下来，随后三磷酸残基非对称裂解成正磷酸和焦磷酸。SAM参与多种生化反应，它是乙烯和多胺的合成前体，参与了植物烟碱的生物合成，而且是最广泛的甲基供体，在多种甲基转移酶的作用下参与了蛋白质和DNA的甲基化修饰，对浮萍的研究表明超过80%的甲硫氨酸用于合成SAM，而接近90%的SAM参与转甲基化反应。模式植物拟南芥细胞质和细胞核的蛋白质组学研究发现SAMS在细胞质和细胞核内都有分布，而此催化反应主要发生在细胞质内。

水稻、拟南芥和烟草等植物的蛋白质组学和RT-PCR研究结果显示SAMS受到低温胁迫的影响。低温胁迫下拟南芥蛋白质组学研究发现S-腺苷甲硫氨酸合成酶蛋白（At3g17390）含量发生变化；水稻幼苗冷处理的蛋白质组学分析表明SAMS1（A2Y053.2）蛋白上调表达明显；冷处理人参，RT-PCR结果也表明其SAMS（EU703623）基因转录水平在4 ^oC处理8小时出现明显上调表达。可以推论，SAMS基因极有可能是一种典型的冷响应基因，与植株的抗冻特性存在一定的关联。

高山离子芥（Chorispora bungeana）生长在海拔3800米以上的高山冰缘地带，常年遭受低温，大风，紫外的恶劣环境，由于它并不具备特殊的抗低温的形态结构，而且本实验室多年的研究表明，高山离子芥在生理和分子机制上有较强的抗冻特性，因此是研究植物低温适应机制的理想材料。克隆高山离子芥CbSAMS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全新的高山离子芥抗冻基因CbSAMS。基因CbSAMS的克隆和研究能够扩大抗冻基因资源，从而为制备抗冻转基因植株的需要及基因工程改造的需要提供更加丰富的优良候选基因。

本发明的另一个目的在于提供一种由抗冻基因CbSAMS编码的蛋白CbSAMS。

本发明的又一个目的在于提供一种高山离子芥抗冻基因CbSAMS的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

利用RACE技术克隆了该基因全cDNA序列，并将其命名为CbSAMS。该基因全长1483 bp，其中包含一个1182 bp的开放阅读框，其核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示。

该基因编码蛋白包括393个氨基酸，该蛋白的理论等电点5.59，分子量42.7 kDa。其氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示。高山离子芥S-腺苷甲硫氨酸合成酶氨基酸序列的比对如图1所示。进化分析表明CbSAMS与拟南芥的MTO3（Methionine Over-accumμlator 3）同源性最高，达97%。

附图说明

图1  高山离子芥基因CbSAMS核苷酸序列在NCBI同源性比对。

具体实施方式

在本发明的下述实施例中，所用的实验材料为高山离子芥（Chrisporabungeana) (西部植物种质资源库数据平台）。

实施例1

高山离子抗冻基因CbSAMS序列的克隆方法