[发明专利]枸杞有丝分裂原活化蛋白激酶激酶及增强植物耐盐碱应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种枸杞(LyCiumChinenseMiller)中有丝分裂原活化蛋白激酶激酶及其在增强植物耐盐碱能力方面的应用，具体为枸杞中有丝分裂原活化蛋白激酶激酶基因（LmMAPKK）的克隆、重组及应用。

背景技术

植物在生长发育过程中不断遭受各种生物及非生物的胁迫。如干旱、盐碱、寒冷、高温及病原菌的侵染等，与能移动的动物不同，植物在长期进化过程中发展起一套完善和适合其自身需要的信号转导系统以适应环境变化，更好地生存。植物受到刺激后，会产生物理或化学信号，这些信号到达靶细胞后转换成胞内信号，并启动细胞内各种信号转导系统，继而对原初信号进行级联放大，使一些基因的表达受逆境调控，最终导致生理生化变化，增强机体对逆境的胁迫抗性，其中促分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activatedproteinkinases，MAPK)级联途径是信号从细胞表面传递到细胞核内部的重要途径。

MAPK级联途径包括三种蛋白激酶：即MAPKKK、MAPKK和MAPK。它们以逐级磷酸化的方式构成信号放大途径，特异性的感受上游刺激，并将信号放大向下传递给靶蛋白。在植物中，MAPK级联途径参与植物的生长发育及病原物侵染、机械伤害、触摸、低温、高盐、渗透胁迫以及活性氧胁迫等各种响应(Popescuetal.,2009)。

植物对干旱和高盐等逆境的抗性是受多基因控制的一个复杂的过程，而这些抗逆基因的表达多是受逆境环境调控的，当植物感受到外界的生物、非生物胁迫信号时，机体的逆境调控的抗逆相关基因才会表达，所以将外界的刺激信号有效地传递到细胞内，是提高植物抗逆性的关键步骤。MAPK级联途径可将细胞外信号有效地传递到细胞内，在多层次上调控抗逆基因的表达，如磷酸化水平、转录水平、转录后可变剪接等。因此利用MAPK级联途径增强植物抗逆性成为改良植物抗逆性的重要途径。在抗逆基因工程领域，MAPK级联途径一直备受关注，研究者们通过转基因手段将MAPK级联途径中的相关基因导入植物基因组中，得到了许多抗性增强的转基因品种。

MAPKK（mitogen-activatedproteinkinasekinase）基因是MAPK级联途径中间的一个基因，人们从拟南芥、水稻、白杨等多种植物中发现了大量MAPK家族成员，研究发现，在MAPKKKs、MAPKKs和MAPKs三种蛋白激酶中，MAPKKs的数量最少，接近MAPKs的二分之一，且MAPKK所处MAPK级联途径的中间，在细胞信号传导过程中起着举足轻重的作用。根据MAPK氨基酸序列中Ser/Thr保守亚结构域的特征和已揭示的功能，制订了一套分类命名法。将植物MAPKKs分为A、B、C、D四组(Hameletal.,2006)，其中拟南芥的MKK1、MKK2和MKK6都属于A类，MKK1/MKK2-MPK4/MPK6级联在高盐、冷胁迫以及对病原菌的应急防疫上起很大的作用。通过CLUSTALX比对发现，LmMAPKK属于A类，通过农杆菌介导的转基因方法，在转基因烟草中验证其功能。发现该基因能够有效地提高植物的抗盐、抗低温及病原菌侵染的能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种枸杞有丝分裂原活化蛋白激酶激酶基因(LmMAPKK)。

本发明的第二个目的是提供该基因编码的蛋白质。

本发明的目的还在于提供含有该基因的重组载体和宿主细胞。

本发明的另一个目的在于提供该基因的用途。

本发明提供的一种枸杞有丝分裂原活化蛋白激酶激酶基因（LmMAPKK），如序列表中SEQIDNo.1所示的核苷酸序列构成。

本发明提供的一种枸杞有丝分裂原活化蛋白激酶激酶基因（LmMAPKK）编码的蛋白质，如序列表中SEQIDNo.2所示的氨基酸序列的蛋白质。

本发明提供的一种枸杞有丝分裂原活化蛋白激酶激酶基因（LmMAPKK）的重组克隆载体pMD18-T-LmMAPKK。

含有上述的枸杞有丝分裂原活化蛋白激酶激酶基因（LmMAPKK）的重组载体，这些重组载体包括质粒。

所述的质粒表达载体大肠杆菌表达载体pET28a-LmMAPKK。

所述的质粒表达载体双元植物表达载体pCAMBIA2300-LmMAPKK。

含有上述枸杞有丝分裂原活化蛋白激酶激酶基因（LmMAPKK）的完整编码阅读框序列的宿主细胞，如含有上述重组载体的宿主细胞也属于本发明的保护范围。

所述的宿主细胞选自大肠杆菌细胞、农杆菌细胞或烟草细胞。

本发明提供了一种含有LmMAPKK基因的工程菌。