[发明专利]玉米胁迫相关蛋白激酶SAPK10在渗透胁迫中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及基因工程领域，具体地说，涉及玉米胁迫相关蛋白激酶ZmSAPK10基因及其应用。

背景技术

植物生长和发育的环境是复杂多变的，在诸多的变化中干旱、高温、极端低温及病原体等恶劣环境是影响植物生长发育的重要因素。植物为了生存和延续物种，形成了一套行之有效的感知及应答这些逆境的调控机制。在众多的调控机制中，蛋白的磷酸化及去磷酸化过程在细胞水平的信号转导网络中起着至关重要的作用。其中，负责磷酸化的蛋白激酶(protein kinase)和负责去磷酸化的蛋白磷酸酶(protein phosphatase)是普遍存在于所有生物体的，而由它们所催化的磷酸化及去磷酸化反应几乎涉及所有的生理及病理过程，如基因的表达、细胞的生长发育、信号分子的转导及光合作用及蒸腾作用等。对于蛋白激酶的研究多集中于动物或酵母，而对植物蛋白激酶的研究起步较晚，但发展较快，其中对高等植物胁迫相关蛋白激酶(stress-activated protein kinase, SAPK)，也称为蔗糖非酵解相关蛋白激酶(sucrose non-fermenting-1-related protein kinase, SnRK)的研究逐步趋热。

高等植物的SnRK蛋白激酶与动物中的AMPK(AMP-activated protein kinase, AMPK)和酵母中SNF1(sucrose non-fermenting-1, SNF1)共同组成SNF1蛋白激酶超家族。此外，SnRK蛋白激酶家族又可分为SnRK1、SnKR2和SnKR3三个亚家族。其中，对SnKR2蛋白激酶家族的蛋白序列分析结果表明，其在N含有保守的激酶结构域，但C端序列变化较大、保守性较低，推测与其功能的多样化有关。通过对已知的基因组数据（包括EST）的扫描分析发现，SnRK2只存在于植物中，说明他们可能是植物所特有的一类基因家族，可能出现于植物的早期进化中。

人们对SnRK2的了解正逐渐增多加深，其中以模式植物拟南芥中的研究较为深入。拟南芥中共有10个该家族成员，其中AtSnRK2.2、AtSnRK2.3和AtSnRK2.6/OST1 (Open Stomata1)参与由 ABA 介导的气孔关闭的过程。而其另外两个家族成员，AtSnRK2.4和AtSnRK2.10则主要参与植株在盐胁迫下根的生长与形态建成。同样，SnRK3（也称为钙调磷酸酶B类似蛋白互作蛋白激酶CIPK(calcineurin B-like protein interacting protein kinase)）基因家族在拟南芥中共含有26个家族成员，其中CIPK3参与植株种子的萌发过程，而CIPK24则参与植株对盐胁迫的抵御。另外，有研究表明cipk24突变体植株对盐胁迫更加敏感，而过表达CIPK24则使转基因植株获得更好的耐盐性。有趣的是，cipk3突变体植株虽然表现为对ABA的敏感，并且导致种子萌发率下降，但过表达CIPK3的转基因植株并没有增加对ABA的抗性，同样也没有增加种子的萌发率。这些研究结果表明，一个家族的基因所编码的蛋白序列虽然具有较高的相似度，但其功能可能存在冗余甚至完全不同，并且对逆境响应基因也需要更加细致的研究，从而保证其在基因工程改良育种中的顺利应用。

因此，目前对于植物SnRK2基因的研究正是一个方兴未艾的领域，仅有的一些研究结果只是对这一领域的初步探索，这方面的研究工作基本上是在模式植物拟南芥上进行的。对于重要作物（如水稻、玉米、小麦等）的此类基因的研究尚在初期，特别是有关玉米SAPK家族基因的功能研究较少。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种玉米胁迫相关蛋白激酶ZmSAPK10基因的应用。

为了实现本发明目的，本发明首先提供一种玉米胁迫相关蛋白激酶ZmSAPK10基因，其编码的氨基酸序列如SEQ ID No.1所示。

作为优选，所述基因的编码序列的核苷酸序列如SEQ ID No.2所示。

本发明还提供了用于扩增ZmSAPK10基因编码序列的引物对，所述引物对包括：

正向引物F：5'- atggaccgggcggcgctcacgctgg -3'；

反向引物R：5'- tcaaatagcatacacgatttcccca -3'。

本发明还提供了含有前述基因的载体。

本发明还提供了含有前述基因的工程菌。

本发明还提供了前述基因在改良植物抗渗透胁迫中的应用。