[发明专利]水稻ssg基因在提高植物耐盐性上的应用

说明书

技术领域

本发明涉及植物耐盐相关基因，特别涉及一个来源于水稻的与耐盐性相关的蛋白激酶相关基因及其在培育耐盐性植物中的应用。

背景技术

随着人口增加、社会经济发展，农业生产日益受到重视。由于自然气候条件变化，水资源短缺、土壤盐碱荒漠化的形势日益加剧，对作物抗逆性的研究备受重视。抗逆性已成为评价优良作物品种的重要指标之一，因此发掘这类基因对于育种改良具有重要意义。

植物在干旱、高盐、低温等逆境胁迫下，会产生复杂的信号传导过程，包括蛋白激酶、蛋白磷酸酶、各种转录因子、Ca²⁺及钙调素等参与的各种信号传导途径，使得植物体内出现一些新合成或合成增强的蛋白质。同时，植物在逆境胁迫下，还会引起渗透胁迫。参与渗透调节有关的小分子有机质包括三类：氨基酸类、糖类和醇类。

其中，蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用是相反的，分别催化蛋白质磷酸化与去磷酸化；而蛋白质的磷酸化与去磷酸化是生物体内普遍存在的一种调节机制，参与了如糖代谢、光合作用、细胞的生长发育、基因表达、神经递质的合成与释放等等过程，几乎涉及了所有的生理及病理过程。

植物蛋白磷酸化与去磷酸化的研究起步较晚，但随着越来越多蛋白激酶类型的发现，由蛋白激酶所催化的蛋白磷酸化在植物的信号传导过程中的作用显得越来越重要。蛋白激酶是将磷酸基团转移到特定底物蛋白的氨基酸残基上，使蛋白质磷酸化的一类磷酸转移酶；这类酶以ATP或GTP作为磷酸基团的供体，而受体通常是蛋白质中的丝氢酸、苏氨酸或酪氨酸。真核生物蛋白激酶在功能结构域附近的氨基酸序列高度保守，保守序列折叠形成核心催化结构。蛋白激酶对于其作用的底物蛋白中氨基酸残基的磷酸化是有选择性的，往往只使特定的残基磷酸化，这种选择性取决于蛋白激酶可以识别的一个保守序列，蛋白激酶对靶位点的识别由其附近的蛋白质一级结构所决定。真核生物中发现的蛋白激酶很多，根据催化区域氨基酸序列的相似性，植物蛋白激酶可分为5类：蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶、蛋白酪氨酸激酶、蛋白组氨酸激酶、蛋白色氨酸激酶和蛋白天冬氨酰基/谷氨酰基激酶。目前植物中发现的蛋白激酶以前3类为主。而与逆境信号传递关系最密切的主要有分裂原激活蛋白激酶(MAPK)、钙依赖而钙调素不依赖的蛋白激酶(CDPK)、受体蛋白激酶(RPK)、核糖体蛋白激酶、转录调控蛋白激酶。

蛋白激酶依赖于胞内信使，在蛋白质磷酸化过程中起中介和放大作用，协助完成信号传递过程。目前已发现在真核细胞内有400多种蛋白激酶，它们催化多种功能蛋白，如酶、受体、运输蛋白、调节蛋白、核内蛋白等。蛋白激酶和蛋白磷酸酶作为第二信使下游作用的靶分子而与刺激信号引起的特定生理效应密切相关。功能蛋白通过磷酸化和去磷酸化，发生构象互变，导致功能蛋白的活性、性质的改变，从而调节细胞各个生命话动过程。参与环境胁迫信号的传递是蛋白激酶的重要功能之一。

水稻是世界三大重要粮食作物之一，干旱及盐胁迫是水稻的重要危害。因此，进行水稻的抗旱耐盐研究，培育具有抗旱耐盐特性的水稻品种具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一个与耐盐相关的蛋白及其编码基因，以用于培育耐盐性植物。

本发明所提供的耐盐性相关蛋白命名为Os-SSG，来源于稻属水稻(Oryza sativa)，编码下述氨基酸序列(i)或(ii)所示的蛋白质：

(i)序列表中的SEQ ID NO：1；

(ii)在(i)限定的氨基酸序列中经过一至十个氨基酸残基的取代、缺失或添加，且所衍生的蛋白质具有调控植物耐盐性的功能。

序列表中的SEQ ID No：1序列由169个氨基酸残基组成，在第1-75位氨基酸残基范围内具有蛋白激酶的保守结构域，是一个TPK(即酪氨酸蛋白激酶)功能结构域。所述取代、缺失或添加的一至十个氨基酸残基可以是非保守区域中的氨基酸残基，其改变不会对该蛋白的功能产生影响。对氨基酸残基进行取代、缺失或添加的方法均是本领域技术人员所熟知的，通常是利用基因工程的手段对其编码基因进行突变，然后再表达出相应的蛋白。通过在植物中表达所述蛋白，并测试这些植物的耐盐性，可以判断发生这些变化后的蛋白是否还具有提高植物耐盐性的功能。

本发明的耐盐性相关蛋白Os-SSG的编码基因命名为Os-ssg，可以是该基因的cDNA序列，也可以是该基因的基因组DNA序列，或者是与这些序列具有90％以上同源性且编码相同功能蛋白的DNA序列。序列表中SEQ ID NO：2所示为该基因的cDNA序列。