[发明专利]植物耐低温干旱的基因AtLTP3及其编码蛋白与应用

说明书

技术领域

本发明涉及基因工程领域，特别是涉及一种植物耐低温干旱的基因AtLTP3及其编码蛋白与应用。

背景技术

自然界的植物生活在复杂多变的环境中，经常会遭受各种不良的自然灾害，如干旱、低温、高温、洪涝、盐渍以及病虫害的侵染。据统计，我国大约70%的国土面积处于严寒和寒冷地区，大约有48%国土面积的土地处于干旱、半干旱地区，因此研究植物对于低温、干旱胁迫的耐受及抗性生理，获得抵御环境胁迫能力的优良农艺性状作物品种，在农业生产中具有重要的实际应用价值。

科学技术是第一生产力，利用日臻完善发展的生物科学技术，结合生产实践经验，规划作物抗冷、抗旱工程，培育作物抗冷抗旱品种，是减少低温胁迫、干旱胁迫对植物造成伤害的有效途径。为此，人们一直致力于研究植物耐受低温、干旱的分子机制，旨在为作物抗逆工程、培育作物抗冷抗旱品种提供重要的理论依据，从而来提高农业生产力，保护作物生长。

拟南芥（Arabidopsis thaliana)，属十字花科植物，是已知植物中基因组最小的理想模式植物，广泛应用于植物遗传、发育和分子生物学的研究。通过农杆菌介导的转基因技术等多种技术方法，可以将拟南芥中的基因进行过表达，来研究这些基因在各种逆境条件下的响应，从而为研究植物应答逆境信号的机制和耐受不利环境的分子机理提供了基础。

发明内容

为研究植物应答逆境信号的机制和耐受不利环境的分子机理，本发明的目的是提供一种植物耐低温干旱的基因AtLTP3及其编码蛋白与应用。

发明人通过对编码植物内脂类转运蛋白的基因AtLTP3（全称为LIPID TRANSFER PROTEIN3）的研究，发现过表达该基因的转基因植株能够产生抗低温和抗旱的相关表型，发现该基因抗低温和抗旱的重要功能。

本发明提供一种植物耐低温干旱的基因AtLTP3编码的蛋白质，其为：1）由SEQ ID No.1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；或2）在SEQ ID No.1所示的氨基酸序列中经取代、缺失或添加一个或几个氨基酸且具有同等活性的由1）衍生的蛋白质。其中，序列表中SEQ ID No.1所示的氨基酸序列由115个氨基酸残基组成。

本发明的另一目的是提供编码上述的蛋白质的AtLTP3基因。

AtLTP3基因具有SEQ ID No.2所示的核苷酸序列，由775个碱基组成，该基因的读码框为自5’端第81位到第522位碱基，自5’端第419位到第512位碱基为其唯一的内含子。AtLTP3基因来源于哥伦比亚生态型的拟南芥，在拟南芥基因组数据库中的编号为At5g59320。

应当理解，本领域技术人员可根据本发明公开的氨基酸序列，在不影响其活性的前提下，取代、缺失和/或增加一个或几个氨基酸，得到所述蛋白的突变序列。例如：在非活性区段，将第10位Cys氨基酸替换为Leu氨基酸。

因此，本发明的植物耐低温干旱的基因AtLTP3编码的蛋白质还包括SEQ ID No.1所示氨基酸序列经取代、替换和/或增加一个或几个氨基酸，具有同等活性的由植物耐低温干旱的基因AtLTP3编码的蛋白质衍生得到的蛋白质。本发明基因包括编码所述蛋白的核酸序列。此外，应理解，考虑到密码子的简并性以及不同物种密码子的偏爱性，本领域技术人员可以根据需要使用适合特定物种表达的密码子。

本发明还提供含有植物耐低温干旱的AtLTP3基因核苷酸序列或其片段的克隆载体或各类表达载体、含有所述载体的宿主细胞、含有所述核苷酸序列或其特异片段的转化植物细胞和转基因植物。

本发明还提供用于扩增植物耐低温干旱AtLTP3基因的引物对。

其中，上游引物和下游引物之间的距离在50到1000个碱基之间；该引物对其中的每一个引物的长度为15到25个碱基，例如：

上游引物：5’-ATGGCTTTCGCTTTGAGGTTCTT-3’（如SEQ ID No.3所示的核苷酸序列）

下游引物：5’-TCACTTGATGTTGTTGCAGTTAG-3’（如SEQ ID No.3所示的核苷酸序列）

本发明还提供植物耐低温干旱AtLTP3基因在培育抗低温和抗干旱型植物中的应用，具体为：在植物体内过表达植物耐低温干旱AtLTP3基因，提高植物抗低温性和抗干旱性。

其中，所述将植物耐低温干旱AtLTP3基因在植物中过表达，利用任何一种可以引导外源基因在植物中过表达的载体进行。

其中，所述植物既可以是单子叶植物，也可以是双子叶植物。