AtVDAC3蛋白及其编码基因在培育抗逆性植物中的应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及生物技术领域，尤其设及AtVDAC3蛋白及其编码基因在培育抗逆性植 物中的应用。
【背景技术】
[0002] 据不完全统计，世界上有至少20%的耕地和超过50%的灌概±地在不同程度上受 到盐害的影响。一些干旱或半干旱地区，由于蒸发量大、降水量小，致使±壤中的盐分(主要 是化α和化c〇3)大量积累。一些滨海地带，地下水位较高或海水倒灌，也会导致±壤表层积 累较多盐分(主要是化C1和MgS化）。而不合理的灌概方式W及长期的淡水洗盐又造成了大 量农田的次生盐溃化。随着世界人口的剧增，发展中国家城市化进程的加剧，W及水资源匿 乏造成的可灌概±地面积的急剧下降，充分开发和利用盐碱地已经成为关系人类生存和发 展的重要课题。
[0003] 盐胁迫是植物生长发育的主要限制因子之一。根据植物对于盐胁迫的耐受性差 异，可将植物分成盐生植物和甜±植物两类。盐生植物是能在渗透势低于-3.31?3的±壤环 境中生长并完成生活史的天然植物群体，反之则是甜±植物。
[0004] 大多数植物尤其是农作物属于甜±植物，对盐胁迫敏感。它们在盐碱地生长时，由 于受盐胁迫作用，生长缓慢，往往叶片变黄、死亡、脱落，严重影响光合作用，有时甚至整株 植物枯萎死亡，从而造成农作物减产。盐胁迫已经严重的影响了全球的粮食产量，因此，掲 示植物应对盐胁迫的机制，并据此提高植物的抗盐能力，已经成为促进农业生产的重要基 础。
[0005] 盐胁迫对植物生长的影响主要表现在W下几个方面:第一，±壤中盐分过高，使± 壤的渗透势降低，会造成植物根系吸水困难，导致植物水分亏缺;第二，钢离子、氯离子及硫 酸盐的累积造成的离子毒害，并且导致钟、巧、憐、氮摄入量不足，从而造成的营养胁迫;第 Ξ，当植物受到盐胁迫时，细胞中会大量积累活性氧，而高浓度的活性氧则会造成膜脂、蛋 白质及核酸的破坏。
[0006] 研究植物对于盐胁迫的响应及耐受的分子机制，寻找抗盐相关基因是近些年来的 热点，对于农作物改良和培育耐盐作物具有重要的意义。
【发明内容】
[0007] 本发明的一个目的是提供如下1)-3)中任一种物质的用途。
[000引本发明提供的如下1)-3)中任一种物质在调控植物抗逆性中的应用：
[0009] 1)蛋白；
[0010] 2)编码蛋白的DNA分子；
[0011] 3)含有编码蛋白的DNA分子的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌；
[0012] 所述蛋白为如下（1)或(2):
[OOU] (1化序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；
[0014] (2)将序列表中序列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/或添加且具有相同功能的由（1)衍生的蛋白质。
[0015] 为了使（1)中的蛋白质便于纯化，可在由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的 蛋白质的氨基末端或簇基末端连接上如表1所示的标签。
[0016] 表1标签的序列
[0017]
[0018] ~上述(2)中的蛋白质可人工合成，也
可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。' 上述(2)中的蛋白质的编码基因可通过将序列表中序列1所示的DNA序列中缺失一个或几个 氨基酸残基的密码子，和/或进行一个或几个碱基对的错义突变，和/或在其5/端和/或y端 连上表1所示的标签的编码序列得到。
[0019] 本发明的另一个目的是提供如下1)-3)中任一种物质的另一个用途。
[0020] 本发明提供的如下1)-3)中任一种物质在培育抗逆植物中的应用：
[0021] 1)蛋白；
[0022] 2)编码蛋白的DNA分子；
[0023] 3)含有编码蛋白的DNA分子的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌；
[0024] 所述蛋白为如下（1)或(2):
[0025] (1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；
[0026] (2)将序列表中序列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/或添加且具有相同功能的由（1)衍生的蛋白质。
[0027] 上述应用中，所述编码蛋白的DNA分子是如下1)至4)中任一所述的DNA分子：
[002引 1)序列表中序列1所示的DNA分子；
[0029] 2)序列表中序列1第1-822位核巧酸；
[0030] 3)在严格条件下与1)或2)所限定的DNA分子杂交且编码由序列表中序列2所示的 氨基酸序列组成的蛋白质的DNA分子；
[0031] 4)与1)或2)所限定的DNA分子至少具有70%、至少具有75%、至少具有80%、至少 具有85%、至少具有90%、至少具有95%、至少具有96%、至少具有97%、至少具有98%或至 少具有99%同源性且编码由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质的DNA分子。
[0032] 上述严格条件可为在6 X SSC、0.5%SDS的溶液中，在65°C下杂交，然后用2 X SSC、 0.1 % SDS和 1 X SSC、0.1 % SDS各洗膜一次。
[0033] 上述应用中，所述调控植物抗逆性为提高植物抗逆性。
[0034] 上述应用中，所述抗逆性为抗盐性。
[0035] 上述应用中，所述植物为单子叶植物或双子叶植物;所述双子叶植物具体为豆科 植物或十字花科植物，具体为拟南芥。
[0036] 本发明第Ξ个目的是提供一种培育抗逆性提高转基因植物的方法。
[0037] 本发明提供的方法，包括如下步骤:将蛋白的编码基因导入目的植物中，得到转基 因植物;所述转基因植物的抗逆性高于所述目的植物；
[0038] 所述蛋白为如下（1)或(2):
[0039] (1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；
[0040] (2)将序列表中序列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/或添加且具有相同功能的由（1)衍生的蛋白质。
[0041] 上述方法中，所述蛋白的编码基因通过重组载体导入目的植物；
[0042] 所述重组载体将编码所述蛋白的DNA分子插入表达载体中，得到表达所述蛋白的 载体。具体为将序列表的序列1自5'末端第1-822位核巧酸所示的双链DNA分子取代载体 pCanG-Myc的ΚρηΙ和BamHI酶切位点之间的小片段，得到重组质粒pCanG-Myc-AtVDAC3 (即过 表达载体）。
[0043] 本发明第四个目的是提供一种培育抗逆性提高植物的方法。
[0044] 本发明提供的方法，包括如下步骤:将上述方法获得的转基因植物与出发植物杂 交，获得抗逆性高于所述出发植物的杂交后代。
[0045] 上述中，所述抗逆性为抗盐性。
[0046] 上述中，所述植物为单子叶植物或双子叶植物;所述双子叶植物具体为豆科植物 或十字花科植物。
[0047] 本发明第五个目的是提供一种重组载体。
[0048] 本发明提供的重组载体，为将编码蛋白的DNA分子插入表达载体中，得到表达蛋白 的重组载体；
[0049] 所述蛋白为如下（1)或(2):
[0050] (1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；
[0051] (2)将序列表中序列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/或添加且具有相同功能的由（1)衍生的蛋白质。
[0052] 上述重组载体中，所述编码蛋白的DNA分子是如下1)至3)中任一所述的DNA分子：
[0053] 1)序列表中序列1所示的DNA分子；
[0054] 2)在严格条件下与1)所限定的DNA分子杂交且编码由序列表中序列2所示的氨基 酸序列组成的蛋白质的DNA分子；
[0化日]3)与1)所限定的DNA分子至少具有70%、至少具有75%、至少具有80%、至少具有 85%、至少具有90 %、至少具有95 %、至少具有96 %、至少具有97 %、至少具有98%或至少具 有99%同源性且编码由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质的DNA分子。
[0056] 所述重组载体具体为将序列表的序列1自5'末端第1-822位核巧酸所示的双链DNA 分子取代载体pCanG-Myc的ΚρηΙ和BamHI酶切位点之间的小片段，得到重组质粒pCanG-Myc- AtVDAC3(即过表达载体）。
[0057] 可用现有的植物表达载体构建含有所述AtVDAC3基因的重组表达载体。植物表达 载体包括双元农杆菌载体和可用于植物微弹轰击的载体等。植物表达载体还可包含外源基 因的3'端非翻译区域，即包含聚腺巧酸信号和任何其它参与mRNA加工或基因表达的DNA片 段。所述聚腺巧酸信号可引导聚腺巧酸加入到mRNA前体的3'端。使用所述基因构建重组植 物表达载体时，在其转录起始核巧酸前可加上任何一种增强型启动子或组成型启动子，它 们可单独使用或与其它的植物启动子结合使用;此外，使用本发明的基因构建植物表达载 体时，还可使用增强子，包括翻译增强子或转录增强子，但必需与编码序列的阅读框相同， W