[发明专利]谷子SiLEA14基因及应用

说明书

技术领域

本发明涉及植物基因工程领域，具体地说，涉及谷子SiLEA14基因及应用。

背景技术

干旱、高盐等环境胁迫会对农作物造成严重伤害，进而导致产量大幅下降。为适应不利的环境条件，植物在长期的进化过程中形成了一系列的防御机制。其中，依赖Ca²⁺的信号传导途径中，胚胎晚期丰富蛋白(Late Embryogenesis Abundant，LEA)基因的激活能够保护植物免受伤害(Xiong L,Schumaker KS,Zhu J(2002)Cell signaling during cold,drought and salt stress.Plant Cell14,S165-S183)。

LEA基因最初是在棉花种子中发现的(Dure L and Galau GA(1981)Developmental biochemistry of cotton seed embryogenesis and germination XIII.Regulation of biosynthesis of principal storage proteins.Plant Physiol.68,187-194)，在种子发育的晚期表达量很高(Baker J,Steele C and Dure IIIL(1988)Sequence and characterization of6LEA proteins and their genes from cotton.Plant Mol.Bio.11,277-291)。随后的研究发现，LEA基因在植物营养组织中也有表达，且受到ABA及不同胁迫的诱导(Liu Y,Wang L,Xing X,Sun L,Pan J,Kong X,Zhang M,Li D(2013)ZmLEA3,a multifunctional group3LEA protein from maize(Zea mays L.),is involved in biotic and abiotic stresses.Plant Cell Physiol.0,1-16)。

根据氨基酸序列相似性和保守域，将LEA蛋白分为不同的家族。根据Battaglia的分类方法，LEA蛋白被分为7个不同的家族(Battaglia M,Olvera-Carrillo Y,Garciarrubio A,Campos F,Covarrubias AA(2008)The enigmatic LEA proteins and other hydrophilins.Plant Physiol.148,6-24)。第1、2、3、4、6和7家族的LEA蛋白,含有特定的结构域，被称为亲水性的LEA蛋白，也叫典型LEA蛋白。第5家族的LEA蛋白包括了所有疏水性氨基酸含量比较高的LEA蛋白，因此被称为非典型的LEA蛋白。根据序列的相似性，第5家族的LEA蛋白又被分为5A、5B和5C三个亚家族。5A和5B亚家族的LEA蛋白是固有的无结构蛋白(Boucher V,Buitink J,Lin X,Boudet J,Hoekstra FA,Hundertmark M,Renard D,Leprince O(2010)MtPM25is an atypical hydrophobic late embryogenesis-abundant protein that dissociates cold and desiccation-aggregated proteins.Plant Cell Environ.33,418-430)，而5C亚家族的LEA蛋白具有天然的折叠结构，且β-折叠的含量比α-螺旋高(He S,Tan L,Hu Z,Chen G,Wang G,Hu T(2012)Molecular characterization and functional analysis by heterologous expression in E.coli under diverse abiotic stresses for OsLEA5,the atypical hydrophobic LEA protein from Oryza sativa L.Mol.Genet.Genomics287,39-54)。