[发明专利]狗牙根‘Tifway’脱水素蛋白Dehydrin-L及其编码基因和探针

说明书

本发明涉及一种狗牙根‘Tifway’脱水素蛋白Dehydrin‑L及其编码基因和探针，所述蛋白质为如下(a)或(b)的蛋白质：(a)由如SEQ ID NO.4所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)SEQ ID NO.4所示的氨基酸序列经过取代、缺失或者添加一个或几个氨基酸且具有狗牙根‘Tifway’脱水素蛋白活性的由(a)衍生的蛋白质。本发明还提供了一种编码上述蛋白质的核酸序列，以及检测上述核酸序列的探针；本发明为利用基因工程技术调控狗牙根‘Tifway’抗旱等逆境胁迫生理响应，从而达到提高草坪草抗旱能力的目的，为分子育种提供了理论依据，具有很大的应用价值。

技术领域

本发明狗牙根‘Tifway’干旱胁迫响应过程中的一种重要保护蛋白脱水素蛋白Dehydrin-L及其编码基因和探针，具体涉及一种狗牙根‘Tifway’脱水素蛋白Dehydrin-L及其编码基因和探针。

背景技术

狗牙根(Cynodondactylon)是非常重要的暖季型草坪草，为禾本科多年生草本植物，具有发达的根茎和匍匐茎，生长速度快、再生能力强、成坪快、耐热、耐践踏、质地纤细、色泽好等优点，在国内外广泛用于运动场、游憩场、公园及固土护坡草坪等。因此是暖季型草坪草中坪用价值最高、应用最广的草种之一，享有暖季型草坪草“当家草种”之称，极具社会、经济和生态价值。狗牙根的抗旱能力十分强，年蒸散量低于400mm，仅是玉米、小麦等农作物年需水量的四分之一左右，有些抗旱的狗牙根品种(如‘Tifway’)在年降雨量250mm以下仍能良好生长，因此是建植节水草坪的优良材料。

脱水素(dehydrin)属于LEA-Ⅱ家族，是植物体内的一种具有高度热稳定性、亲水性的LEA蛋白(late embryogensis abundant proteins)，能够在植物胚胎发育后期以及逆境下大量表达，广泛存在于植物界。它能在植物处于干旱等逆境条件下表达，其在逆境下表达的强弱与植物抗逆能力有密切联系，在抗性植株中的表达量要高于对逆境敏感的植株。由此显示，它与植物的抗旱有着密切的关系。

狗牙根‘Tifway’是狗牙根中最为耐旱的品种之一。通过蛋白免疫印迹和基因表达分析,确定脱水素与‘Tifway’耐旱密切相关。我们通过建立‘Tifway’干旱10天的cDNA抑制消减文库，从中获得了一个新基因的EST序列，它与报道的大麦脱水素蛋白DHN4基因相似性极高，表明该基因编码脱水素蛋白。RT-PCR结果证明，该基因随着干旱程度的增大而表达量升高，在“Tifway”中的表达量显著高于干旱敏感狗牙根品种中的表达量，由此显示了该脱水素基因在狗牙根抗旱过程中起到了重要的作用。

脱水素的编码基因已从多种植物中克隆出来，包括：拟南芥、水稻、大麦、橡树、红海榄等。但对于草坪草植物脱水素的克隆、表达模式及蛋白序列尚不清楚。目前，未有任何与狗牙根脱水素蛋白结构及其编码基因序列相关的文献报道。

发明内容

本发明的目的在于填补狗牙根‘Tifway’Dehydrin-L基因的克隆、表达模式分析以及狗牙根‘Tifway’Dehydrin-L蛋白的空白，本发明还提供了一种编码上述蛋白质的核酸序列以及检测所述核酸序列的探针；本发明公开了狗牙根‘Tifway’Dehydrin-L蛋白及其核酸序列在狗牙根‘Tifway’干旱胁迫过程中的表达模式，为今后利用基因工程技术对Dehydrin-L基因表达的时空特性进行调控，从而为提高狗牙根抗干旱胁迫能力与育种工作提供了理论依据，具有很大的应用价值。

一方面，本发明提供了具有干旱胁迫响应功能及保护功能的狗牙根‘Tifway’脱水素Dehydrin-L蛋白，所述蛋白质是由如SEQ ID NO.4所示的氨基酸序列组成的蛋白质；或由SEQ ID NO.4所示的氨基酸序列经过取代、缺失或者添加一个或几个氨基酸且具有狗牙根‘Tifway’脱水素Dehydrin-L蛋白特征的蛋白质。该蛋白质在不同干旱胁迫阶段过程中在细胞中的表达量存在较大差异。