[发明专利]玉米3-磷酸甘油脱氢酶ZmGPDH4及其编码基因在调控植物耐逆性中的应用

说明书

本发明公开了玉米3‑磷酸甘油脱氢酶ZmGPDH4及其编码基因在调控植物耐逆性中的应用。本发明以玉米GPDH基因家族成员ZmGPDH4为研究对象，将其转入拟南芥突变体获得T3代纯合转化子。选取其中COM‑1和COM‑2两个转化子进行抗病功能鉴定。以拟南芥突变体为对照，研究ZmGPDH4转基因拟南芥在病菌胁迫下的3‑磷酸甘油、甘油含量及生理表型的变化。结果表明：在病菌Pst DC3000胁迫处理条件下，ZmGPDH4转基因拟南芥中3‑磷酸甘油、甘油含量显著高于拟南芥突变体，且ZmGPDH4转基因拟南芥的感病情况显著优于对照。表明ZmGPDH4能显著提高转基因植物的抗病能力，ZmGPDH4作为耐逆基因可以被应用于培育玉米耐逆品种。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及玉米3-磷酸甘油脱氢酶ZmGPDH4及其编码基因在调控植物耐逆性中的应用。

背景技术

提高作物耐逆能力已成为当前农业及畜牧业领域技术研究的热点和难点，也是目前亟需解决的重大问题。近几年来，随着功能基因组学及分子生物学的发展，挖掘耐逆关键基因，利用基因工程技术培育具有良好耐逆性状的作物新品种已经成为有效提高作物耐逆能力的手段之一。

3-磷酸甘油(Glycerol-3-phosphate/G-3-P)是油脂代谢过程中的一个重要中间产物，参与植物体内多种生理生化过程。3-磷酸甘油可以通过3-磷酸甘油磷酸化酶(GPP)去磷酸化为甘油，还可作为甘油脂类(包括三酰甘油、甘油磷脂和甘油糖脂)的合成前体。3-磷酸甘油脱氢酶(Glycerol-3-phosphate Dehydrogenase，GPDH)催化3-磷酸甘油和磷酸二羟丙酮之间的可逆氧化还原反应，这类酶广泛存在于各种生物体中，且具有组织特异性和细胞定位特异性。目前除了模式植物拟南芥和一些藻类，GPDH家族在其他高等植物中研究报道的很少，尤其在玉米中尚未见报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何调控植物耐逆性。

为了解决上述技术问题，本发明首先提供了ZmGPDH4蛋白质的新用途。

本发明提供了ZmGPDH4蛋白质在调控植物耐逆性中的应用。

本发明还提供了ZmGPDH4蛋白质在调控植物甘油及3-磷酸甘油含量中的应用。

上述应用中，所述ZmGPDH4蛋白质是如下a)或b)或c)或d)所示的蛋白质：

a)氨基酸序列是序列2所示的蛋白质；

b)在序列2所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；

c)将序列2所示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/或添加得到的具有相同功能的蛋白质；

d)与序列2所示的氨基酸序列具有75％或75％以上的同源性且具有相同功能的蛋白质。

为了使a)中的蛋白质便于纯化，可在序列表中序列2所示的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如表1所示的标签。

表1、标签的序列