[发明专利]Nfgdh抗旱基因、其编码的氨基酸序列及其在提高植物抗旱性中的用途

说明书

本发明属于基因工程领域，特别涉及Nfgdh抗旱基因、其编码的氨基酸序列及其在提高植物抗旱性中的用途，Nfgdh抗旱基因来源于发状念珠藻，其核苷酸序列如序列表SEQ ID NO.1所示，其编码的氨基酸序列如序列表SEQ ID NO.2所示，用于提高植物特别是水稻的抗旱性。

技术领域

本发明属于基因工程领域，特别涉及一种来源于发状念珠藻的Nfgdh抗旱基因及其编码的氨基酸序列，用于提高植物特别是水稻的抗旱性。

背景技术

发状念珠藻(Nostoc flagelliforme)主要分布在北半球的干旱或半干旱的荒漠地区，经常受到极度干旱、较大温差、高浓度盐碱、营养缺乏、UV-B辐射等非生物因素的胁迫。胁迫因子可能会对细胞产生一系列的损伤，包括核酸损伤、蛋白质损伤、膜脂损伤等，从而扰乱正常的细胞代谢。经过长期的环境选择和自身结构功能的适应，发状念珠藻已经进化出一系列的生理生态和分子的机制来抵抗各种逆境。因此，发状念珠藻已经成为研究逆境适应机制和发掘抗逆基因的最佳材料之一。

一般而言，大多数蓝藻可以直接吸收环境中的铵，也可以通过特异的转运蛋白，将环境中的氮源运转至细胞内，再由细胞内特定的氧化还原酶将其转换为铵。但不管通过哪个途径，最终经由谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase,GS)和谷氨酸合成酶(glutamate synthase,GOGAT)的作用结合到碳骨架2-酮戊二酸(2-oxoglutarate,2-OG)上合成有机物(Muro-Pasto等2005)。也就是说，蓝藻的氮同化代谢过程最终经GS-GOGAT循环与光合碳代谢相联系。谷氨酰胺脱氢酶(Glutamate Dehydrogenase,GDH)可催化谷氨酸脱氨，使铵进入GS-GOGAT循环。

我国是个自然灾害频发的国家，水资源相对贫乏，在地理和时空上分布极不均匀，使我国的农业经常遭受干旱而造成粮食减产。水稻是我国最重要的粮食作物之一，其生产消耗掉我国近一半的淡水资源，提高水稻等农作物的节水抗旱性能，是保障我国粮食安全和生态安全，保障农业可持续发展的重大需求(Luo，2010)。目前转基因技术已被广泛应用到抗旱水稻的培育中，所采用的策略就是在水稻中表达干旱诱导或抗旱相关基因。因此，对发状念珠藻抗旱基因的克隆和挖掘，并应用在生物基因工程上具有非常重要意义。

发明内容

鉴于此，本发明的目的是提供一种来源于发状念珠藻的Nfgdh抗旱基因，基于发状念珠藻干旱胁迫转录得到，其在干旱胁迫下表达量明显上升(图1)。

本发明的再一目的是提供上述Nfgdh抗旱基因在提高植物抗旱性中的用途，尤其是在水稻中的用途。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

第一方面，Nfgdh抗旱基因，来源于发状念珠藻，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，序列长度为402bp，具体为：