[发明专利]一种羽毛针禾糖转运蛋白基因SpSWEET14在提高植物抗寒性中的应用

说明书

本发明公开了一种羽毛针禾糖转运蛋白基因SpSWEET14在提高植物抗寒性中的应用，属于基因工程技术领域。所述羽毛针禾糖转运蛋白基因SpSWEET14的核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示，其编码的蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示。本发明克隆得到羽毛针禾糖转运蛋白基因SpSWEET14，并且成功构建其植物表达载体并转化，在转基因植物中研究该基因的功能，经实验证实，SpSWEET14基因可以提高植物的抗寒性能，这对于揭示羽毛针禾的抗逆机理，丰富植物抗逆分子生物学理论，提高植物的耐胁迫能力，具有重要的意义。

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，特别是涉及一种羽毛针禾糖转运蛋白基因SpSWEET14在提高植物抗寒性中的应用。

背景技术

植物的生长和发育是依靠植物本身与周围环境进行物质和能量交换而维持的。外界环境由温度、光照、湿度、土壤成分和周围生物等各类重要因素组成。因此研究植物对外界环境胁迫的耐受性及其抗性具有非常重要的实际意义。低温是影响植物产量和分布的一个重要环境因素。在植物的生活史中，如春季的水稻育秧，旱田从播种到出苗，且出苗后的一段时间，还有正在正常生长发育的作物一生，总会遇到低温的威胁。低温的影响主要是冷害和冻害。低温胁迫不仅会导致植物产量的降低，严重时还会造成植株的死亡。

特色沙漠植物羽毛针禾(Stipagrostispennata)是多年生草本植物，每年羽毛针禾地上部分开花结果后到了秋冬季枯黄，地下组织根结部分会度过漫长而寒冷的冬天，第二年春天在原来的根部重新长出新的叶片和根。新疆冬天最低温度可以到零下40℃，充分说明新疆特色植物羽毛针禾具有抗低温的能力。

可溶性糖在植物生长发育和逆境胁迫响应调控中具有重要作用。在逆境胁迫下，植物通过调节体内可溶性糖的再分配，维持细胞渗透势的平衡，以利于植物在逆境胁迫下维持正常生长(Yamada等，2010)。在低温逆境下植物体内常常积累大量的可溶性糖，可溶性糖能够提高植物组织抗冷性是因为：1)可以提高细胞渗透势，降低细胞水势，减少水分流失，在低温下起保护剂的作用；2)可以提供能源和底物，诱导其他抗寒有关的生理生化过程，如蛋白质的合成等，提高抗寒力；3)某些糖能直接与细胞组分分子相连接，对细胞膜与酶起到稳定作用。随着温度的降低，可溶性糖含量呈增加趋势，但品种间变化的程度存在差异，抗寒性强的品种，可溶性糖含量高(Yuanyuan et al，2009)。基于生化、分子和遗传等基础实验结果表明，可溶性糖在植物代谢的控制中发挥中心作用，在生物胁迫和非生物胁迫下与植物的碳氮代谢和光合作用有密切的联系(Li Yet al，2008；Xiao BZ et al，2009)。