[发明专利]天山雪莲SikTrxh基因在植物抗逆中的应用

说明书

本发明涉及一种天山雪莲SikTrxh基因在培育抗逆植物中的应用，本发明从天山雪莲中克隆SikTrxh基因，利用上述基因构建植物表达载体，通过遗传转化获得抗逆转基因植物。本发明从天山雪莲中克隆SikTrxh基因，并在转基因植物中得到表达，提高转基因植物的抗逆性，通过该基因的过量表达，使植物对低温、干旱、盐以及氧化胁迫的抵抗性能得到提高，最终获得抗逆能力明显增强的植物。从天山雪莲中筛选、克隆出与抗寒直接相关的基因，并将其用于农作物品种改良，具有重要的学术和经济价值。

技术领域：

本发明涉及一种从菊科凤毛菊属植物天山雪莲(Saussurea involucrata Kar.etKir)中克隆得到SikTrxh基因，构建组成型植物表达载体，转化植物，并对抗逆效果进行评价，增强植物的抗逆性。

背景技术：

低温、干旱和盐等非生物胁迫是影响作物产量和品质的重要因素。植物遭受非生物胁迫时会产生大量的活性氧(ROS)，直接损害植物细胞，使膜系统破坏，细胞脱水，从而影响细胞代谢。通常植物会通过调节自生抗氧化酶类来消除或减缓过多的ROS带来的损害，而机体内的硫氧还蛋白也是消除细胞过多ROS的重要成员(Xu WS，Ngo L，Perez G，Dokmanovic M，Marks PA(2006).Intrinsicapoptotic and thioredoxin pathways inhuman prostate cancer cell response to histone deacetylase inhibitor.ProcNatl Acad Sci USA，103：15540-15545)。

目标蛋白氧化还原的调节，越来越多的通过巯基二硫化的转变而改变。硫氧还蛋白(Thioredoxins，Trxs)是一类广泛存在于生物体内的小分子稳定类蛋白，在进化中形成高度保守的氧化还原位点WCGPC，通过这两个Cys残基参与氧化还原反应(Holmgren A(1989).Thioredoxin and ghtaredoxinsystems.J Biol Chem，264：13963-13966)。高等植物包含两类硫氧还蛋白系统：铁氧还蛋白/硫氧还蛋白系统(FTR/Trx)和NADP/硫氧还蛋白系统(NTR/Trx)。前者是定位在叶绿体，由核编码的硫氧还蛋白f和m组成，通过FTR提供电子将硫氧还蛋白还原；后者由硫氧还蛋白h组成，在非光合组织中通过NTR提供电子还原硫氧还蛋白(Buchanan，BB(1991).Regulation of CO2 assimilation inoxygenicphotosynthesis：the ferredoxin/thioredoxin system.Perspective on itsdiscovery，present status andfuture development.Arch Biochem Biophys，288：1-9)。对拟南芥完整的基因组测序显示，高等植物硫氧还蛋白属于多基因家族，根据氨基酸序列同源性将硫氧还蛋白分为六大类(Trxf，Trxh，Trxm，Trxo，Trxx和Trxy)。Trxf，Trxm，Trxx和Trxy定位在叶绿体，通过调节碳代谢相关酶活来参与磷酸戊糖和C4途径(Gelhaye E，Rouhier N，Navrot N，Jacquot J P(2005).The plant thioredoxin system.Cell MolLifeSci，62：24-35)。而Trxo定位在线粒体，具有调节线粒体的基本功能(Balmer，Y.，Vensel，W.H.，Tanaka，C.K.，Hurkman，W.J.，Gelhaye，E.，Rouhier，N.，J acquot，J.P.，Manieri，W.，Schürmann，P.，Droux，M.，et al.，(2004).Thioredoxin links redox to theregulation of fundamental processes of plant mitochondria.PNAS，101(8)：2642-2647)。