[发明专利]玉米OXS2基因家族、其编码蛋白及应用

说明书

本发明公开了玉米OXS2基因家族、其编码蛋白及应用。玉米OXS2蛋白家族中的ZmOXS2b的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示，其编码基因如SEQ ID NO.1所示；ZmO2L1的氨基酸序列如SEQ ID NO.4所示，其编码基因如SEQ ID NO.3所示。本发明所克隆到的两个玉米OXS2基因都可以被重金属胁迫诱导。酵母抗性检测表明，这两个基因的异源表达可增强酵母抗氧化剂二酰胺的能力，ZmOXS2b的功能片段AT3也可以增强酵母抗二酰胺的能力。当它们在拟南芥中大量表达时，可以增强拟南芥抗镉（Cd）的能力。该家族的另外一个成员ZmOXS2a与其他两个成员高度同源，预测具有相同的功能。因此，这三个基因将具有极大的潜力应用于培育具有抗逆特性的转基因作物中，从而提高粮食作物的产量。

技术领域

本发明属于分子生物学领域，具体涉及玉米OXS2基因家族、其编码蛋白及应用。

背景技术

目前，世界上的许多耕地都有轻度的重金属污染，这些重金属污染物主要有镉、铜、锌、镍、钴、铅、砷等。这些重金属污染主要是由于长期使用磷酸肥料、污水处理不利、工业废料的污染、农业灌溉的不科学造成的。植物体在面对这些重金属胁迫时一方面会产生活性氧（ROS）。在植物中，大多数金属产生活性氧（ROS）是重金属毒性的间接作用结果。这种间接的作用包括它们与抗氧化系统的反应，扰乱电子传递链，或者扰乱新陈代谢的必需元素的合成。植物体中，重金属胁迫所造成的另一个较严重的结果就是脂质的过氧化，这种脂质的过氧化可以导致生物膜的损伤。丙二醛(MDA)是生物膜中多不饱和脂肪酸的一种重要的分解产物，可以用来作为生物膜氧化胁迫的指示剂。重金属会导致植物体出现很多的病症。以镉为例，镉(Cd)是一种高毒性的重金属。镉处理会抑制植物的很多生理过程，比如光合作用、细胞延长、固氮和矿物营养吸收等。耕地中镉的正常含量不能超过100 mg/kg。植物体处于镉胁迫时，就会出现光合效率降低、水分吸收降低以及营养吸收降低等性状。植物在含有过多的隔的土壤中，会出现萎黄病、生长抑制并最终导致植物体死亡。

玉米（学名：Zea mays）是重要的粮食作物和饲料来源，也是全世界总产量最高的粮食作物，目前也是我国种植面积最大的农作物。现代科技条件下，玉米深加工被广泛应用于食品工业，医药工业和化学工业，具有广阔的应用前景。但是，随着耕地污染的加重，各种主要的农作物的产量，包括玉米在内都受到严重的影响。所以，研究玉米中的抗性基因及其功能，对于提高玉米以及其他粮食作物的增产具有重大意义。

发明内容

本发明的目的在于提供玉米OXS2基因家族、其编码蛋白及应用。

本发明所采取的技术方案是：

玉米OXS2蛋白，其含有如下（1）-（4）任一项所示的氨基酸序列：

（1）SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列；

（2）SEQ ID NO.4所示的氨基酸序列；

（3）SEQ ID NO.6所示的氨基酸序列；

（4）SEQ ID NO.2或SEQ ID NO.4或SEQ ID NO.6所示的氨基酸序列经取代、缺失和/或增加一个或多个氨基酸和/或末端修饰后且具有提高植物抗逆功能的序列。

编码玉米OXS2蛋白的基因。

玉米OXS2蛋白AT3片段，其含有如下（1）-（3）任一项所示的氨基酸序列：

（1）SEQ ID NO.7所示的氨基酸序列；

（2）SEQ ID NO.9所示的氨基酸序列；

（3）SEQ ID NO.7或SEQ ID NO.9所示的氨基酸序列经取代、缺失和/或增加一个或多个氨基酸和/或末端修饰后且具有提高植物抗逆功能的序列。

编码AT3片段的基因。