[发明专利]CYP71A1基因在耐逆基因工程中的用途

说明书

本发明公开了一个植物耐逆性相关的基因及其编码蛋白与应用。本发明提供的耐逆基因为细胞色素P450基因家族的CYP71A1，尤其是从青海冷地早熟禾(Poa crymophila Keng.Cv.Qinghai)中获得的PcCYP71A1。本发明公开的耐逆基因CYP71A1、该基因的编码蛋白、含有该基因序列的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌，均可用于调控植物耐逆性或培育耐逆植物，应用前景良好。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及到CYP71A1基因在耐逆基因工程中的用途。

背景技术

已知基因新功能的发掘利用，以及未知基因的功能研究，为拓展基因资源库及有效利用基因资源提供重要的依据，是基因功能研究的重要方向之一。干旱和土壤盐害是威胁全球农业生产最重要的逆境因子。加之气候变化、环境破坏使近年来干旱低温冷冻等极端天气加剧，使受干旱、盐害面积不断扩大，作物生产受到极大威胁。抗逆植物新材料的培育是一个持续而长久的课题，抗逆基因的发掘及利用具有重要意义。

细胞色素P450(Cytochrome P450，简称CYP450，P450)是一类具有多种功能的血红素氧化酶系，可以与内质网、线粒体、质体、高尔基体等细胞器膜结合，因其还原型与CO结合后在波长450nm处有最大吸收峰而得名。截止2017年，已鉴定了50000多个P450蛋白【http://en.wikipedia.org/wiki/Cytochrome_P450】。CYP450编码一个庞大的超基因家族，广泛存在于动物、植物、细菌、真菌等细胞内。在植物体内，大约1％的蛋白编码基因为P450基因【Review,Ghosh S，2017】，是高等植物中最大的酶蛋白家族。细胞色素P450基因功能主要可归为两大类：1)参与生物合成途径；2)参与生物解毒途径。它们广泛地催化单加氧/羟基化反应，合成多种初级和次生代谢产物如苯丙烷类，生物碱，萜类，脂肪酸，生氰糖苷，硫甙类和植物激素等，在植物抵抗病虫害及生产重要药用价值的天然化合物中，具有重要作用。它们也参与许多外源性物质包括除草剂、农药等的生物氧化，分解这些有毒物质，使植物可以有效抵抗有毒逆境的胁迫。

在植物基因工程P450基因的应用中，目前仍然多集中在生产具有重要医药价值的天然化合物【Villa-Ruano,et al.，2015；Takemura T,et al.，2010】，提高植物对病原菌的抗性【Xu et al,2015；Griebel T&Zeier J，2010】，提高植物解毒能力如培育抗除草剂新材料【Xia XJ et al， 2009；Busi R,et al 2010】，以及培育能清除污染环境的修复植物【VanAken B,2009】等方面。我们将一个来自番茄的P450基因CYP710A11导入到目的植物中，能显著提高转基因植株的抗逆能力，并申请获得专利【ZL201010514729.2】。

目前关于CYP71家族基因的功能尚不十分清楚。成员CYP71A1基因最早从鳄梨(Persea americana)的果皮中克隆得到，该基因与组织的成熟有关【Bozak et al.1990】。迄今，还没有关于CYP71A1基因是否具有调节植物抗逆境胁迫功能的报道，亦没有在提高植物抗逆境胁迫中应用的报道。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种植物耐逆性相关基因、蛋白与应用。

本发明提供了如下任一种物质在调控植物耐逆性或培育耐逆植物中的用途；

1)CYP71A1基因；

2)CYP71A1基因的编码蛋白；

3)含有CYP71A1基因序列的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌。

其中，所述耐逆为耐干旱、高渗透、盐和/或低温。

本发明试验中低温用10℃；高盐用NaCl浓度200mmol/L；高渗透用甘露醇200mmol/L；干旱条件为人工控水20d或人工控水30d。