[发明专利]一种与植物抗旱性相关的EAR1蛋白及其编码基因与应用

说明书

本发明属于基因工程领域，具体公开了一种与植物抗旱性相关的EAR1蛋白及其编码基因与应用。所述EAR1蛋白的氨基酸序列如SEQ ID No.1所示，其编码基因的核苷酸序列如SEQ ID No.2所示。该基因的突变体ear1在干旱处理下生长明显好于野生型，且失水率低于野生型，说明突变体的抗旱性显著提高。本发明发现了拟南芥EAR1基因编码的功能蛋白，可通过与PP2C直接互作来增强PP2C的活性，负调节ABA信号途径，在双子叶和单子叶植物中具有序列保守性。拟南芥作为模式植物，生长周期短、基因组小且已测序完成、遗传操作简单，通过农杆菌侵染花序的方法，可以获得抗旱的过表达植株或基因编辑突变体，为品种改良提供基因资源。

技术领域

本发明属于基因工程领域，具体地说，涉及一种与植物抗旱性相关的EAR1蛋白及其编码基因与应用。

背景技术

干旱、高温、低温、高盐等非生物逆境胁迫严重影响植物生长发育，导致作物产量下降。随着全球气候变化，干旱问题日益严重。干旱、半干旱耕地面积占世界总耕地面积的43％，我国更是达到全国总耕地面积的52％。干旱是制约农业生产的世界性难题，其造成的农作物损失在非生物胁迫中居首位，仅次于生物胁迫中病虫害造成的损失。尽管一些植物已经进化出适应干旱胁迫的机制，但多数重要农作物仍然对干旱比较敏感，因此培育抗旱新品种是应对旱胁迫减产的有效途径之一。

传统育种方式尽管安全、稳定，但周期长，存在一定的不可预测性。逐步发展起来的分子育种能够显著提高育种效率，具有很强的定向性。利用现代分子生物学技术和基因工程手段，从生理生化和分子水平上研究植物响应干旱胁迫的机制，寻找植物响应干旱的重要基因，能够为抗旱品种的培育和改良提供重要的理论依据，对提高干旱胁迫下作物产量具有实用价值。利用基因敲除、转基因过表达等分子生物学技术和基因工程手段，研究基因功能，获得与抗旱相关的基因和抗旱种质资源，通过培育抗旱新品种，提高作物在干旱条件下的产量，是改良作物抗逆性的新途径之一，对解决干旱导致的粮食短缺有重要意义。

植物激素在逆境信号传递和启动抗逆基因表达中起关键作用。脱落酸(AbscisicAcid，ABA)是植物体内重要激素之一，调节种子休眠、萌发、幼苗生长、气孔运动等生长发育过程。同时，ABA在植物响应干旱、低温、高盐等非生物逆境胁迫中发挥重要作用。干旱引起植物体内ABA含量增加，从而影响旱胁迫响应基因的表达和气孔关闭，使植物能够抵抗干旱胁迫。因此，参与ABA代谢以及信号传递过程的基因在植物抗旱中具有重要作用。利用转基因技术或CRISPR/Cas9基因编辑等突变手段获得的这类基因的过表达植株或突变体通常具有显著的抗旱表型，为培育抗旱品种提供了候选材料。

A类PP2C蛋白磷酸酶是ABA核心信号通路组分中关键的负调节因子。而在现有技术的研究中，除了ABA受体PYR/PYLs/RCARs以外，目前还未发现可以直接调节PP2C蛋白磷酸酶活性的基因。

发明内容

本发明的目的是提供一种与植物抗旱性相关的EAR1蛋白及其编码基因与应用。

第一方面，本发明提供一种与植物抗旱性相关的EAR1蛋白，是如下(a)或(b)：

(a)由SEQ ID No.1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

(b)在SEQ ID No.1所示的氨基酸序列的基础上，经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加，且与植物抗旱性相关的由(a)衍生的蛋白质。

进一步地，所述EAR1蛋白来自拟南芥。

本发明进一步提供了编码所述EAR1蛋白的EAR1基因，所述基因具体可为如下1)或2)或3)的DNA分子：

1)编码区如SEQ ID No.2所示的DNA分子；

2)在严格条件下与1)限定的DNA序列杂交且编码与植物抗旱性相关蛋白的DNA分子；