[发明专利]一种紫花苜蓿抗寒基因MsF-box及其编码蛋白和应用

说明书

本发明公开了一种紫花苜蓿抗寒基因MsF‑box及其编码蛋白和应用，属于植物基因工程技术领域。本发明公开的MsF‑box基因开放读码框全长1422bp，编码473个氨基酸。利用农杆菌介导的遗传转化方法将该基因植物表达载体pCBM‑MsF‑box转入烟草中。转基因烟草的抗寒性分析表明MsF‑box基因能够提高烟草的抗寒性。紫花苜蓿抗寒基因MsF‑box的研究为今后苜蓿的遗传改良奠定基础。

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体涉及一种紫花苜蓿抗寒基因MsF-box及其编码蛋白和应用。

背景技术

紫花苜蓿(Medicago sativa L.)蛋白质含量高，营养价值全面，利用年限长，是世界上种植面积最大、应用最广的多年生豆科牧草。紫花苜蓿成株能在阿勒泰和塔城地区顺利过冬。在我国北方高纬度、高海拔地区，苜蓿普遍存在越冬率低，容易发生冻害和死亡现象。越冬问题逐渐成为制约我国北方苜蓿草地成功建植的关键问题。因此，研究苜蓿抗寒性具有重要的理论和实践意义。黑龙江省肇东市是苜蓿的故乡。黑龙江省冬季的平均气温在-20℃左右，肇东苜蓿作为当地品种仍能顺利越冬，因此肇东苜蓿可作为抗寒性研究的重要材料。肇东苜蓿的抗寒性是对零度以下低温适应的一种遗传特性，随着秋冬季气温逐渐下降，苜蓿逐渐适应寒冷并增强其抵抗寒冷的能力。秋冬季的自然降温对植物的抗寒性形成极为重要，能够预防因冰冻引起的细胞脱水的危害，提升了其在冰冻情况下的存活能力。在非冻结的低温环境下，植物调节自身代谢并获得抗冻性的过程称为低温驯化。在低温驯化过程中有大量基因上调或下调表达，这些基因的产物在抗冻性获得中起重要作用。

F-box是一类含有F-box基序(motif)且在泛素介导的蛋白质水解过程中具有底物识别特性的蛋白质。F-box蛋白在逆境胁迫应答中发挥重要作用。目前，已经从各种物种中鉴定出了大量的F-box蛋白，但只有少数与逆境相关的F-box蛋白被报道，尤其是与低温胁迫有关的蛋白。已有研究表明F-box蛋白基因在植物低温胁迫应答中起作用，然而，在植物中，抗寒基因F-box的研究主要集中在水稻和辣椒。鉴于不同物种的高度同源性基因可能具有不同的功能特点，以及苜蓿具有逐渐适应寒冷并抵抗寒冷的能力，因此从苜蓿中分离和研究抗寒基因F-box有利于苜蓿种质资源的发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种紫花苜蓿抗寒基因MsF-box及其编码蛋白和应用。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明公开的一种紫花苜蓿抗寒基因MsF-box，该抗寒基因MsF-box的核苷酸序列如SEQ.ID.NO.1所示。

本发明还公开了由上述紫花苜蓿抗寒基因MsF-box编码的蛋白，该蛋白的氨基酸序列如SEQ.ID.NO.2所示。该蛋白有一个F-box结构域，以及6个LRR重复。

本发明公开了含有权利要求1所述的紫花苜蓿抗寒基因MsF-box的表达载体，该表达载体为植物表达载体pCBM-MsF-box。

本发明还公开了上述紫花苜蓿抗寒基因MsF-box在提高紫花苜蓿对环境抗寒性能中的应用。

构建上述紫花苜蓿抗寒基因MsF-box的植物表达载体，再将所构建的植物表达载体转化到对冷敏感的植物中，筛选获得抗寒性增强的植物。

优选地，所述对冷敏感的植物为双子叶植物烟草。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：