[发明专利]植物耐逆性相关蛋白GmEF13及其编码基因和应用

说明书

本发明公开了一种植物耐逆性相关蛋白GmEF13及其编码基因和应用。本发明提供的蛋白质，是如下（a）或（b）：（a）由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；（b）将序列1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/或添加且与植物耐逆性相关的由序列1衍生的蛋白质。本发明的GmEF13在干旱、高盐和低温的诱导下表达，编码的蛋白定位到细胞核上，并且可以特异的调控含有CCAAT‑box顺式元件（核心序列：CCAAT）的基因的转录表达。本发明的GmEF13可以提高植物的耐旱性，为人为控制抗逆和耐逆相关基因的表达提供了基础，将在培育抗逆性和耐逆性增强的植物育种中发挥重要的作用。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种植物耐逆性相关蛋白GmEF13及其编码基因和应用。

背景技术

干旱、高盐和低温等逆境胁迫严重制约着大豆的生长、发育。因此，了解大豆对逆境条件的应答与信号传导机制，提高大豆品种的抗逆性，成为大豆遗传研究及品种改良的重要任务之一。

在逆境胁迫下植物体内会产生一系列应答反应，伴随着许多生理生化及发育上的变化。明确植物对逆境的反应机制，将为抗逆基因工程研究和应用提供科学论据。目前，植物抗逆性研究已逐渐深入到细胞、分子水平，并与遗传学和遗传工程研究相结合，探索用生物技术来改进植物生长特性，其目的是提高植物对逆境的适应能力。在干旱、高盐和低温等环境胁迫的逆境条件下，植物能够在分子、细胞和整体水平上做出相应的调整，以最大程度上减少环境所造成的伤害并得以生存。许多基因受胁迫诱导表达，这些基因的产物不仅能够直接参与植物的胁迫应答，而且能够调节其它相关基因的表达或参与信号传导途径，从而使植物避免或减少伤害,增强对胁迫环境的抗性。

蛋白质的生物合成过程是将有机体储藏在DNA分子中的遗传信息转化为蛋白质的重要纽带，分为起始、延伸和终止三个阶段，每一阶段都有一套独特的蛋白质因子发挥作用。延伸因子(elongation factor)是参与蛋白翻译延伸的一类重要的蛋白质，它们通过在核糖体上催化氨基酸链的延伸而推动、控制蛋白质的合成，其中延伸因子EF-Tu是细胞内与翻译机制有关的蛋白质中含量最高的蛋白，在植物线粒体和质体等细胞的蛋白质合成延伸阶段发挥着重要的作用。自上个世纪60年代从E.coli细胞中首先分离获得延伸因子以来，在过去50多年的研究中，发现EF-Tu除了参与蛋白翻译外，在生长信号传导、抗逆性等方面也表现出非常重要的作用。

EF-Tu可分为EFl和EF2，EFl介导氨酰-tRNA与核糖体结合，它有4个亚基，分别为，分别为EF-1α、EF-1βl、EF-1β和EF-1γ，1995年4月IUBMB委员会将其重新命名为分别为eEFlAEF1A、EF1Bα、EF1Bβ和EF1Bγ。EFlA相当于原核生物的EF—Tu，为量甚多，仅次于肌动蛋白，占蛋白总量的l％一2％，高于EF27倍、核糖体17～35倍，为tRNA总量的13倍。EF2因子是单体，催化与mRNA相连的核糖体的移动。

在植物蛋白质合成延伸过程中，EFlA首先与GTP结合。然后与氨酰基-tRNA结合形成三元复合物，该三元复合物进入核糖体的氨酰位(A位)。这时EFlA同时与氨酰基-tRNA·GTP和核糖体发生作用。进入A位后，GTP立即水解成GDP，EFlA·GDP这个二元复合物就与氨酰基-tRNA解离而释放出来。有研究表明。EF1A能够与新生的肽链结合，而且能够和在胞质中不能正确折叠的蛋白相互作用并加速这些蛋白的降解.EFlA具有类似分子伴侣的活性。