[发明专利]蛋白质激发子Hrip1在提高和改善植物的耐盐和抗旱能力中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种蛋白质激发子的应用。 

背景技术

在自然环境中,作物生长发育往往受到干旱、高温、低温等逆境胁迫,影响正常发育而造成减产,提高植物抗逆性是降低逆境伤害的重要途径之一。通过现代生物技术将外源基因导入植物体内,是培育抗逆新品种的有效途径。目前已有许多基因导入植物提高抗逆性的研究报道,这些基因主要包括两类,第一类是功能基因,这些基因可以通过合成相关物质来提高植物在逆境中的抗性,如渗透调节物质合成基因等。渗透调节物质的合成对于维持植物在渗透胁迫环境中的生存至关重要,将P5cs、BADH、SacB等基因转入植物体后脯氨酸,甜菜碱和糖类等含量明显增加,同时转基因作物抗逆性也明显增强;如将PvP5CS1导入拟南芥中,在NaCl和甘露醇渗透胁迫下,转基因植株种子发芽率和幼苗根长均比野生型显著增加^[1]。另一类是调节基因,此类基因在逆境信号转导中发挥作用,迅速传递信息使植物在逆境中做出反应来抵抗恶劣环境,如DREB类转录因子,MYB类转录因子,蛋白激酶类基因等^[2]。Liu等将小麦TaPIMP1基因导入烟草中,干旱胁迫后,转基因植株的存活率相对野生型提高20%-60%^[3]。蛋白激发子能够激发植物防御信号反应,通过信号识别和信号转导,调节植物体内一系列基因的表达,启动植物防卫反应,激活植物的免疫系统,调节植物生长代谢系统,能够提高植物抗病能力,促进植物生长^[4-5]。蛋白激发子不但具有激发植物防卫反应的功能,而且蛋白激发子转入植物后也能够提高植物抗病性。Yang等将激发子蛋白激发子MgSM1转化拟南芥提高对病原真菌和细菌的抗性^[6]。发明人实验室将PemG1基因转入水稻提高对稻瘟病的抗性^[7]。 

Hrip1是发明人从极细链格孢菌(A.tenuissima)中分离到的一种蛋白激发子,前期研究证明,Hrip1蛋白渗入烟草叶片后能够引发烟草叶片的钙离子流入、介质碱化、激活水杨酸途径的蛋白激酶并且提高植物体内相关防卫基因的表达^[8]。本发明将激活蛋白基因Hrip1导入野生型拟南芥中,获得了转基因拟南芥植株,通过研究Hrip1在抗逆过程中的作用,揭示蛋白 激发子在生物胁迫适应性中的反应。 

发明内容

本发明是申请号为：201110149203.3，申请日为：2011-06-03，发明名称为：“提高植物抗性和诱导植物防御反应的蛋白质及其基因、应用”的中国发明专利申请的系列申请，所述专利申请已于2011-11-16公开，公开号102241752A；所述专利申请的说明书和权利要求书全文为本发明所引用。 

在上述专利申请中，发明人公开了一种能够提高植物抗性及诱导植物防御反应的来自于极细链格孢菌（Alternaria tenuissima）JH505菌株的蛋白质及编码该蛋白质的核苷酸序列，其中的蛋白质是一种蛋白质激发子，命名为Hrip1（过敏反应诱导蛋白1，Hypersensitive response inducing protein1）（其氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示）；其编码基因为Hrip1基因（其核苷酸序列如SEQ ID NO:2所示）。此专利申请重点研究了Hrip1基因可以诱导植物如烟草的抗性防御反应，如对烟草花叶病毒的抗性能力。 

本发明是在上述申请的基础上，继续研究了Hrip1基因在拟南芥中表达后能够显著提高和改善植物的耐盐和抗旱能力。转基因植株对盐和干旱胁迫的抗性显著增强。