[发明专利]一种火把梨耐干旱基因Pp14-3-3及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种火把梨耐干旱基因Pp14-3-3及其应用，属于分子生物学以及基工程领域。

背景技术

随着全球性的气候异常和生态平衡的破坏，土地日趋沙漠化和盐碱化，水资源短缺成为全人类面临的严重生态问题。我国是一个人口大国，粮食问题始终是关系国家安全、社会稳定的重大战略问题，与其它自然灾害相比，旱灾是影响我国粮食生产的主要因素，因为旱灾造成的粮食损失占全部自然灾害粮食损失的一半以上。据统计分析，我国受旱面积50年代为1.7亿多亩，90年代年均3.64亿亩，因干旱损失粮食50年代年均43.5亿公斤，90年代为195.7亿公斤。干旱始终困扰着我国经济、社会的发展，特别是农业的发展。

干旱对植物造成伤害的机理比较复杂，最直接的伤害是使植物细胞脱水、破坏细胞结构、造成机械伤害，从而导致细胞死亡（Mahajan S, Tuteja N. Cold, salinity and drought stresses: An overview. Arch Biochem Biophys, 2005, 444: 139~158）。干旱胁迫除了造成直接伤害，还能引起一系列间接伤害，如抑制光合作用系统Ⅱ的活性，光合作用系统Ⅱ活性的下降使电子的产生和利用失衡，产生的活性氧会破坏细胞的膜脂结构、DNA和其他生物大分子，这也是干旱对植物造成间接破坏的主要原因(Pehzer D, Dreyer E, Polle A. Differential temperature dependencies of antioxidative enzymes in two contrasting species: Fagus sylvatica and Coleus blumei. Plant Physiol Biochem, 2002, 40: 14l~150)。植物在长期的自然选择中形成了渗透调节、减少活性氧伤害、增强蛋白质的稳定性等一些列有效的抵御干旱胁迫的机制（邵艳军, 山仑. 植物耐旱机制研究进展. 中国农业生态学报, 2006, 14(4): 16~20）。研究表明，转录因子、激酶等胁迫相关蛋白参与逆境胁迫应答的信号通路。14-3-3蛋白做为一种信号调控因子，已被证实广泛参与植物对干旱等非生物胁迫的应答(Roberts MR, Salinas J, Collinge DB. 14-3-3 proteins and the response to abiotic and biotic stress. Plant Mol Biol, 2002, 50:1031~1039)。

14-3-3蛋白是一类在真核生物中起重要作用且结构高度保守的蛋白，广泛分布于真核生物中，与多种蛋白结合并相互作用，参与调控细胞内的生命代谢过程。植物中的14-3-3可分为ε和非ε两大类，拟南芥(Arabidopsis thaliana) μ、π、ι、ο、ε类14-3-3蛋白属于ε大类，κ、λ、ψ、ν、υ、ω、φ、χ属于非ε大类(Ferl RJ, Manak MS, Reyes MF. The 14-3-3s. Genome Biol, 2002, 3(7): reviews 3010.1~3010.7)。14-3-3为酸性可溶性蛋白，单体分子量在27-32kDa之间，主要以同源或异源二聚体形式存在 (Ferl RJ, Manak MS, Reyes MF. The 14-3-3s. Genome Biol, 2002, 3(7): reviews 3010.1~3010.7)。14-3-3蛋白通过蛋白相互作用以及结合靶蛋白的磷酸丝氨酸/磷酸苏氨酸来实现其功能，目前已发现14-3-3蛋白参与细胞生长分化、细胞周期和凋亡的调控、信号转导和迁移等多种生理过程(van Hemert MJ, Steensma HY, van Heusden GP. 14-3-3 proteins: key regulators of cell division, signalling and apoptosis. Bioessays, 2001, 23(10): 936~946)。