[发明专利]一种植物抗旱相关蛋白TaRBP2及其编码基因和应用

说明书

技术领域

本发明涉及基因工程领域，具体地，本发明涉及一种植物抗旱相关蛋白TaRBP2及其编码基因和应用。

背景技术

小麦作为我国重要的粮食作物之一，在国民经济中占有非常重要的地位。然而，每年因干旱、盐碱等逆境胁迫条件对我国小麦造成的减产约800亿公斤，严重影响着小麦的产量和品质，制约着我国小麦粮食安全。随着现代分子生物学的发展，利用基因工程技术从分子水平上深入研究植物与非生物逆境之间的关系，揭示植物对逆境胁迫信号传导及基因表达调控分子机理，为培育作物抗逆新种质提供了理论基础。

真核生物基因表达是一个被高度调控的过程，其主要涉及到三方面：转录、转录后及翻译后。基因表达调控首先就是在转录水平，主要是一些转录因子参与调节在各种内外环境刺激下特定基因RNA的合成。另外，就是在蛋白质水平的翻译后调控，如激酶磷酸化、泛素连接酶等被公认为能在时空上控制细胞内功能蛋白的产生。然而，对于介于上述两方面之间的转录后调控的认识还特别少。近几年，通过研究低等真核生物如酵母、克氏锥虫等越来越多的发现表明：转录后调控RNA的作用因子为一系列RNA结合蛋白（RNA-Binding Proteins,RBPs）。

RBPs在mRNA存在的各个主要环节中都发挥着重要作用，如mRNA的剪接、RNA转运、RNA稳定性与讲解、细胞内定位、翻译调控、多腺苷化作用及序列编辑等。在细胞核内RBP结合在mRNA前体（Pre-mRNA）上调节促进内含子的剪切及拼接形成成熟的mRNA；RBP还能调节成熟mRNA从细胞核转运到细胞质；RBP能调节mRNA识别定位目标，如mRNA识别定位线粒体；RBP还参与调控mRNA的稳定性，调节mRNA的退化；在调控mRNA的翻译过程中RBP也发挥重要作用。在这些复杂过程中RNA结合蛋白通过与RNA相互作用形成核糖核蛋白复合体(Ribonucleoprotein Complex)，直接或间接地参与了这些过程。RNA结合蛋白种类很多，估计占细胞编码蛋白的6-8%，但迄今为止只有为数不多的几种RBP，如HuR、AUF1、TTP、T1A1及CUGBP2等被证实可特异参与mRNA拼接、稳定性、翻译和其他层面的基因调控。

RBP具体参与细胞内外调控信号共同作用来调节mRNA形成的各个环节是非常复杂的（如图1-2）。例如RBP家族成员之一的sam68，介导细胞外信号作用下RNA的选择性剪接，如佛波酯处理的T细胞中CD44拼接改变。SAM68的RNA结合活性通过磷酸化和调控其与其它蛋白的相互作用来调节，如佛波酯处理的T细胞刺激RAS/MAP激酶通路，激活ERK磷酸化Sam68，诱导CD44选择性剪接。Sam68除调节转录后基因表达的作用外，还与转录因子如CBP相互作用来调节基因表达。Sam68的KH结构域出现在细胞有丝分裂间期的G1向S过渡以刺激阻止有丝分裂。

RBPs基因家族在植物生长发育等多种生理活动中发挥重要的调控作用，其作用于基因表达调控过程的转录后调控，这类基因控制生成的RBPs与相关的RNA相互作用形成核糖核蛋白复合体（Ribonucleoprotein Complex，RNP Complex），从而直接或间接地参与mRNA的代谢调控^[8-10]。众多的RBPs氨基酸序列有一定的同源性，目前已经发现许多RNA结合结构域（RNA-binding domain，RBD），包括RNA识别基序（RNA Recognition Motif，RRM）、KH结构域、锌指结构（Zine finger）、RGG box、DEAD/DEAH box、Pumilio/FBF(PUF)、双链RNA结构域（double-stranded RNA bindingdomain,dsRBD）、富含精氨酸基序（Arginine-rich motif）、Sm-protein模体等^[11]。这些结构域各自具有特定的保守序列及不同的功能，一些RBP含有1个或者多个相同结构域拷贝，而另外一些RBP则含有2个或者更多不同的结构域。