[发明专利]一种金柑FcSILP基因及其在提高植物抗逆性中的应用

说明书

技术领域

本专利属于植物基因工程领域。具体涉及一种从金柑（Fortunella crassifolia）中分离得到的一个盐诱导表达的小分子未知基因FcSILP，还涉及该基因在提高植物抗逆性中的应用，将该基因导入到植株中，获得的转基因植株对逆境的耐受性明显提高。

背景技术

全球有超过8亿公顷土地盐渍化严重，我国也有大面积的盐碱地,仅海岸带、滩涂在内的盐碱地就有一亿多亩,且有逐年增加趋势,加之受过量施肥及灌溉影响，农业用地次生盐渍化严重（Munns and Tester,2008）。土壤中盐分积累过多时，会对植物产生渗透胁迫并干扰植物体内离子平衡，阻碍植物有效吸收养分，严重制约植物的正常生长发育（Xiong et al.,2002;Parida et al.,2005;Zhu et al.,2001）。因此，盐碱是影响作物生长发育和限制植物地理分布非常重要的因素之一。

在漫长的进化过程中，植物形成了复杂而特别的机制适应不同的逆境胁迫，包括生理、生化、细胞及分子水平上的调控（Krasensky and Jonak,2012）。植物细胞可以通过调整膜系统，改变细胞壁结构以适应不良环境。同时细胞能自主调节代谢途径，积累代谢产物以维持细胞膨压避免氧化伤害，例如脯氨酸、可溶性糖、甜菜碱和多胺等（Stewart and Lee,1974;Verbruggen and Hermans,2008;Székely et al.,2008;Livingston et al.,2009;Nishizawa et al.,2008;Fu et al.,2011a;Chen and Murata,2011;Capell et al.,2004;Shi et al.,2010)。逆境胁迫下，大量基因被诱导表达（Seki et al.,2003），其中一部分基因编码功能蛋白，直接保护细胞免受伤害（Wang et al.,2011;Alcázar et al.,2011;Goel et al.,2011;Hong et al.,2000）；另一部分基因为调节基因，调控下游目的基因的表达，包括转录因子、蛋白激酶、泛素化等转录后修饰相关基因（Xie et al.,2010;Tsugama et al.,2012;Huang et al.,2011;Seo et al.,2012;Mao et al.,2011;Cui et al.,2012）。研究逆境响应基因，不仅能够了解逆境响应机制，而且可以通过转基因创造抗性增强的转基因植物。大量研究表明，过量表达逆境响应基因能够显著增强植物的抗逆性（Fu at al.,2011b;Hao et al.,2011;Su et al.,2010）。

盐胁迫下植物会过量吸收Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Cl^-等离子，影响细胞内的离子平衡，产生毒害作用。在过去的研究中，SOS途径被认为是植物在盐胁迫下调节离子动态平衡的关键途径（Sanders,2000;Zhu,2000）。SOS途径包括三个主要的组分：SOS1编码细胞膜上的Na⁺/H⁺逆向转运蛋白，负责钠离子外排以及钠离子从根至茎的长距离运输(Shi et al.,2000;Shi et al.,2002)。SOS3编码一个EF手臂样的钙离子结合蛋白，在盐胁迫下作为钙感受子起作用（Liu and Zhu,1998）。SOS2编码一个丝氨酸/苏氨酸类蛋白激酶（Liu et al.,2000）。盐胁迫下，SOS3感受钙离子信号的改变，并与SOS2形成复合体，激活SOS2。SOS2-SOS3激酶复合体磷酸化并激活SOS1的表达，将细胞内过量积累的Na⁺排出，维持胞内的离子平衡（Qiu et al.,2002;Qing et al.,2009;Huertas et al.,2012）。

在之前的研究中，我们发掘到一个多重逆境响应的EST，通过RACE技术扩增得到全长，发现其是一个功能未知的新基因，编码一个小分子多肽产物，不含任何已知的保守结构域。研究发现盐处理强烈诱导该基因的表达，是抗性育种中一个非常优良的基因资源。

发明内容

本发明目的在于提供了一种从金柑（Fortunella crassifolia）中分离、克隆出一个受盐诱导表达的小分子未知基因，申请人将其命名为FcSILP，其序列为SEQ ID NO.1所示。该基因编码的蛋白质氨基酸序列为SEQ ID NO.2所示。