[发明专利]拟南芥磷脂酶C基因及其在提高农作物抗热性中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种拟南芥磷脂酶C基因及其应用，这个基因通过调控胞内钙离子变化来调节拟南芥抗热性，属于基因工程技术领域。

背景技术

1988年在哺乳动物中克隆出第一个磷脂酶C(PLC)基因，至今已证实有12种不同类型的PLC，归为5种亚型(PLCβ、γ、δ、ε和ζ)，它们都具有保守的X、Y功能域，构成酶的催化中心。IP₃/PLC信号系统在生物的生长发育，细胞收缩和分泌、神经传导、细胞周期和细胞骨架的控制、免疫，胚的形成等多方面起重要作用。肌醇磷脂的信使系统在植物中的研究起步较晚，近年来研究证明植物细胞中也存在这一信使系统，它影响植物的生长发育，并与激素、光合作用、抗逆关系密切。热激与肌醇磷脂PLC/IP₃信号系统的关系在人类和动物中已有少量报道：热激诱导仓鼠成纤维细胞中IP₃的升高，机理研究表明热激激活PLC活性是IP₃积累的原因，热激也诱导人类上皮细胞A-431胞质中IP₃的增加，而且IP₃的升高引起细胞中热激蛋白70的mRNA水平的积累。PLC-γ1在提高鼠的成纤维细胞在热激条件下的存活率时起作用。在植物细胞内存在一条热激信号转导的Ca²⁺-CaM新途径，但热激信号通过什么通道引起钙离子浓度的上升，这是我们需要继续进行研究的课题。关于这个问题，我们的初步研究已表明热激引起拟南芥胞内IP₃的积累，显示植物中IP₃/PLC信号系统在热激诱导的Ca²⁺释放以及在热激基因的表达中起作用。因此进一步研究PLC在提高热激基因的表达和提高植物耐热性中的作用是十分必要的，对阐明热激引起的胞内Ca²⁺浓度上升及提高植物耐热性有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种拟南芥磷脂酶C基因，并提供拟南芥磷脂酶C基因在提高农作物抗热性中的应用。

本发明的目的是这样实现的。本发明所说的拟南芥磷脂酶C基因的核苷酸序列如序列表中序列1所示，其氨基酸序列如序列表中序列2所示。

基因的获得和在抗热过程中的应用由实施例1给出。

本发明取得的有益效果如下：本发明是利用拟南芥的一种磷脂酶C基因来提高植物的耐热性，将此基因在拟南芥中过量表达，可以提高植物在热激条件下的存活率，叶绿素含量，从而提高植株的耐热性。本发明在利用分子育种提高农作物抗热上有重要作用。

附图说明

图1是AtPLC9拟南芥突变体耐热性分析图。

图1中：(1)和(2)分别是野生型和拟南芥磷脂酶C9号亚型(AtPLC9)两个line突变体(突变体-1，突变体-2)在22℃(对照)和45℃(热激)条件下的表型。(3)野生型和突变体热激后的存活率统计。(4)野生型和突变体热激后叶绿素含量统计。(5)突变体-1和突变体-2转录本鉴定。

图2是恢复系的耐热性分析图。

图2中：(1)和(2)分别是野生型，突变体-1，恢复系-1和恢复系-2在22℃(对照)和45℃(热激)条件下的表型。(3)和(4)分别是野生型，突变体-1，恢复系-1和恢复系-2在22℃和热激前后的存活率(3)，叶绿素含量(4)统计。(5)是AtPLC9基因在野生型和恢复系-1和恢复系-2中的表达。

图3是过量表达株系耐热性分析图。

图3中：(1)和(2)野生型，空载体对照和过表达系-1和过表达株系-2在22℃(对照)和45℃(热激)条件下的表型。(3)和(4)是野生型，空载体对照和过表达系在22度和热激前后的存活率(3)，叶绿素含量(4)统计。(5)是AtPLC9基因在野生型和过表达-1和过表达-2中的表达。

图4是野生型和突变体在22℃和热激条件下胞内钙离子的变化图。

图4中：(1)野生型在22℃和37℃度热激下胞内钙离子的浓度。AtPLC9突变体-1在22℃和37℃热激下胞内钙离子的浓度。(2)野生型热激前胞内钙离子浓度定为100，得出的相对钙离子浓度。

图5是热激蛋白18.2和热激蛋白25.3的表达图。

图5中：(1)热激蛋白18.2在野生型，突变体-1和恢复系-1和恢复系-2中的表达，微管蛋白作为内参。(2)热激蛋白18.2在野生型和过表达系-1和过表达系-2中的表达，微管蛋白作为内参。(5)为对应于(1)和(2)中的条带的定量结果。