[发明专利]一种培育抗性植物的方法及其专用蛋白和基因

说明书

技术领域

本发明涉及一种培育抗性植物的方法及其专用蛋白和基因，具体涉及一种抗盐、抗旱和抗病的植物的方法及其专用蛋白和基因。

背景技术

棉花是重要的经济作物，在我国，常年种植棉花的面积在650万公顷左右。

棉花是一种具有一定抗逆性的作物，但随着土壤干旱、盐碱化、低温冻害出现的频率和程度加大，其本身的抗逆性已经不足以抵抗，导致产量和品质大幅度下降。

同时棉花是一个易遭受病原菌危害的植物，每年因病害造成棉花产量和质量均大幅下降。每年仅黄萎病的危害面积在我国就达到200万公顷，为我国棉花种植面积的30%以上。

植物经常处于逆境中，由于其不能通过运动来趋避这些逆境，所以进化出一套对这些逆境具有适应的系统。其中植物体内一套清除活性氧（Reactive oxygen species，ROS）的系统。植物在生物和非生物逆境下，会产生大量的ROS，包括超氧根离子(O^2-)、过氧化氢(H₂O₂)和氢氧根离子(OH^-)；这些ROS过量地产生会对植物产生损害乃至死亡。这些逆境主要包括高光强、高温、低温、干旱、水涝、盐碱、重金属以及病虫害，这些逆境产生ROS能够和植物色素、蛋白、脂类和一些儿高分子化合物进行反应，从而破坏植物的正常代谢，使植物受害或死亡。

植物拥有一套复杂的ROS清除代谢系统，从而维持植物细胞内氧化还原动态平衡。清除系统主要包含一系列的ROS清除酶，包括超氧化酶歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化酶(APX)、过氧化物酶、过氧化氢酶（CAT）和一些小分子的抗氧化物。叶绿体在进行光合作用时同时会产生大量的ROS，这些ROS产物大部分会在叶绿体内被叶绿体内的SOD、APX等酶清除，这样会保持叶绿体内氧化还原状态的平衡。然而当植物在逆境情况下，细胞会产生大量的ROS，使整个细胞内的ROS上升。因此叶绿体内的清除酶就不能满足清除叶绿体内的ROS，尤其APX酶在逆境下还存在失活现象，结果导致叶绿体受到伤害，造成光合作用的下降和停止，植物可能受害死亡。

发明内容

本发明的目的是提供一种培育抗性植物的方法及其专用蛋白和基因。

本发明提供的GhSOD1蛋白，来自棉花（Gossypium hirsutum L.），是如下（a）或（b）：

（a）由序列表中序列3自N末端第85-236位氨基酸残基组成的蛋白质；

（b）将（a）所述蛋白质经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物抗性相关的由序列3衍生的蛋白质。

本发明提供的GhCAT1蛋白，来自棉花（Gossypium hirsutum L.），是如下（c）或（d）：

（c）由序列表中序列4自N末端第85-576位氨基酸残基组成的蛋白质；

（d）将（c）所述蛋白质经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物抗性相关的由序列4衍生的蛋白质。

本发明还保护融合蛋白甲，自上游至下游依次包括信号肽和所述GhSOD1蛋白。所述信号肽可为叶绿体信号肽，具体可为序列表的序列3自N末端第1至82位氨基酸残基组成的多肽。所述融合蛋白具体可为GhtSOD1蛋白。

所述GhtSOD1蛋白，是如下（e）或（f）：

（e）由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

（f）将序列3的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物抗性相关的由序列3衍生的蛋白质。

本发明还保护融合蛋白乙，自上游至下游依次包括信号肽和所述GhCAT1蛋白。所述信号肽可为叶绿体信号肽，具体可为序列表的序列4自N末端第1至82位氨基酸残基组成的多肽。

所述融合蛋白具体可为GhtCAT1蛋白。

所述GhtCAT1蛋白，是如下（g）或（h）：

（g）由序列表中序列4所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

（h）将序列4的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物抗性相关的由序列4衍生的蛋白质。

为了使（a）或（c）或（e）或（g）中的蛋白质便于纯化，可在所述蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如表1所示的标签。

表1标签的序列