[发明专利]抗旱相关蛋白在调控植物抗旱性中的应用

说明书

本发明公开了抗旱相关蛋白在调控植物抗旱性中的应用。本发明公开的应用中，抗旱相关蛋白为如下A1)或A2)或A3)：A1)氨基酸序列为序列1的蛋白质；A2)在序列1的氨基酸序列中经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的具有相同功能的由A1)衍生的蛋白质；A3)在A1)或A2)的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质。实验证明，ZmDRRP及其编码基因可以提高植物的抗旱性，还可以促进植物根的生长，可以利用ZmDRRP及其编码基因调控植物的抗旱性。

技术领域

本发明涉及生物技术领域中抗旱相关蛋白在调控植物抗旱性中的应用。

背景技术

干旱是我国农业生产中主要的非生物逆境胁迫，随着气候恶劣变化，严重影响着作物的正常生长和产量稳定增长。玉米植株高大，需水量高，是干旱敏感性作物，一生需水量在420毫米以上，而我国广大的干旱半干旱地区年降雨量平均都在250毫米以下，部分地区甚至达到50毫米以下，农业水资源严重不足。据联合国粮农组织报告，玉米由于干旱每年会损失15-20％的产量。因此，通过抗旱基因发掘、种质创新与互相利用，培育和推广抗旱玉米新品种培育具有重要的实践意义。

干旱对植物的伤害主要有膜结构受到破坏、细胞器独立性破坏、蒸腾作用和呼吸作用减弱或停止、新陈代谢紊乱、生长发育停止等。抗旱植物通过一系列形态学和生理生化方面的响应对干旱伤害做出适应性或防御反应。依据不同的反应策略，植物的抗旱机制可以分为三种不同的类型：避旱，耐旱及御旱。避旱性是指在土壤和植物发生严重的水分亏缺之前，植物就已经完成其生活史或在干旱敏感期避开缺水，是通过改变生育期来躲避干旱胁迫的一种重要的耐旱机制；御旱性是指植物在干旱逆境下保持植株内部组织较高水势的能力，维持植株生长。叶片属性，冠层温度，气孔开度以及根系特性是玉米重要的御旱性指标，其中，发达的根系有利于植物对水分的吸收，根系扎的越深越能从土壤中吸收更多的水分。根长，根密度和根系生物量是决定玉米御旱性的主要性状；植物在干旱胁迫下维持正常生长发育的潜力被称为耐旱性。耐旱性是一个复杂的机制，涉及多种生理生化和分子层面上的变化。植物耐旱调控包括渗透调节，抗氧化剂清除防御系统，水通道蛋白，压力响应蛋白，转录因子以及信号转导途径等，植物生长发育，物候期，籽粒灌浆以及光合产物的运输都是与玉米耐旱性相关的性状。

随着现代生物技术的发展，对植物抗旱性的分子机制研究在不断深入，发掘了一系列抗旱相关基因，这些干旱响应基因编码蛋白主要分为三类：(1)参与细胞的信号转导和转录调控的蛋白(如蛋白激酶、蛋白磷酸化酶和转录因子)；(2)保护膜结构和其他蛋白的功能性蛋白(如LEA蛋白、抗氧化剂和渗透蛋白)；(3)水和离子吸收或运输相关的蛋白(如水通道蛋白和糖转运蛋白)。这些基因或蛋白的发掘对了解植物的抗旱机制，以及培育抗旱作物新品种有重要的实践意义。

但作物抗旱性是一个非常复杂的数量性状，其遗传代谢网络与作物的生长发育和环境变化息息相关。目前发掘的与干旱响应的基因远远没有达到系统地解析作物抗旱机制的要求，迫切需要通过各种新的技术和手段寻找新的抗旱基因，其决定的表型特征，并对其进行功能验证和遗传解析。

发明内容

本发明所要解决的问题是如何提高植物的抗旱性。

为解决上述技术问题，本发明首先提供了抗旱相关蛋白在调控植物抗旱性中的应用；所述抗旱相关蛋白名称为ZmDRRP，是如下A1)或A2)或A3)：

A1)氨基酸序列为序列1的蛋白质；

A2)在序列1的氨基酸序列中经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的具有相同功能的由A1)衍生的蛋白质；

A3)在A1)或A2)的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质。

其中，序列2由143个氨基酸残基组成。

为了使A1)中的蛋白质便于纯化，可在由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如表1所示的标签。