[发明专利]耐辐射异球菌R1pprM基因在改良植物抗旱性状中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及耐辐射异球菌R1 pprM基因(Deinococcus radiodurans R1 pprM)的新功能，具体涉及该pprM基因在改良植物对干旱胁迫抗性等方面的用途。

背景技术

耐辐射异球菌Deinococcus radiodurans R1是1956年Anderson等人从经过辐射灭菌处理的罐头中发现的一种红色细菌。

Deinococcus radiodurans R1中的pprM基因(DR_0907，GeneID：1797366)注释为冷激蛋白，在2009年Hirofumi Ohba等人发现该基因能依赖于PprI调控PprA等一系列DNA损伤修复相关的蛋白(Ohba，H.Satoh，et al.，2009)来参与电离辐射后的DNA损伤修复，该基因也是Deinococcus radiodurans R1具有辐射抗性的关键基因。

尽管一般认为辐射抗性与干旱胁迫抗性在进化上具有协同性，但目前有关Deinococcusradiodurans R1 pprM基因对于提高植物抗旱性能的研究，并未见有报道。

发明内容

本发明的目的是从D.radiodurans R1基因组中发现能够增强植物干旱抗性的基因。并将该基因转入植物，使其获得抵抗干旱的能力。

本发明人发现，Deinococcus radiodurans R1 pprM基因(DR_0907，GeneID：1797366)具有抗旱的功能，可用于培育抗旱性状的植物。

本发明进行了如下工作：

1.通过PCR从D.radiodurans R1(DSM 20539)菌株基因组扩增出D.radiodurans R1pprM基因(DR_0907)，基因序列号为：GeneID：1797366。其大小为402bp，将其克隆于载体pGEMT-easy上，构建了含有完整pprM基因的重组质粒pGEMT-pprM；

2.将能在大肠杆菌和耐辐射异球菌中都起作用的groEL启动子连接于上述pGEMT-pprM重组质粒上，构建具有groEL含完整的pprM基因的重组质粒pGEMT-pprMG；

3.将导入pprM基因的重组质粒pGEMT-pprMG转入受体大肠杆菌JM109中，获得工程菌株JM_pprM；

经实验证实，该菌株具有分别抵抗4M NaCl和高浓度(3M)山梨醇(Sorbitol)冲击的能力(因Sorbitol具有吸湿性，高浓度的Sorbitol溶液可以模拟干旱的环境，详见实施例2)；

4.将D.radiodurans R1 pprM基因(DR_0907)连接到植物表达载体pBI121中，构建具有pprM基因的重组质粒pBI121-pprM；

5.将pBI121-pprM重组质粒导入不具干旱抗性的油菜中，获得能够耐受干旱的油菜植株；

实验结果表明含有本发明所得的D.radiodurans R1 pprM基因的转基因油菜获得了较强的对干旱的耐受能力(详见实施例5，6，7)。

附图说明：

图1是含有D.radiodurans R1 pprM基因(DR_0907)序列的PCR产物；

图2是含有D.radiodurans R1 pprM基因(DR_0907)及groEL启动子的原核表达载体的构建验证电泳图谱；

图3是含有D.radiodurans R1 pprM基因(DR_0907)序列的植物表达载体构建的验证电泳图谱；

图4是在冲击试验前的含有空载体和含有D.radiodurans R1 pprM基因(DR_0907)序列的原核表达载体的大肠杆菌的生长状况，其中：

a是含有空表达载体的大肠杆菌JM 109菌株；

b是含有D.radiodurans R1 pprM基因(DR_0907)序列表达载体的大肠杆菌JM109菌株；

图5是含有D.radiodurans R1 pprM基因(DR_0907)序列的原核表达载体及空载体的大肠杆菌(E.coli)在含3M山梨醇的培养基中生长状况，证明D.radiodurans R1 pprM基因(DR_0907)能够增强大肠杆菌具有抗旱的功能。图中的菌株如下：

a是含有空表达载体的大肠杆菌JM109菌株；

b是含有D.radiodurans R1 pprM基因(DR_0907)序列表达载体的大肠杆菌JM109菌株。