[发明专利]棉花谷胱甘肽过氧化物酶GhGPX8及应用

说明书

本发明属于植物基因工程领域，具体涉及棉花中一个具有抗氧化作用的谷胱甘肽过氧化物酶GhGPX8基因及其在基因工程中的具体应用。该基因包含1491 bp碱基，其碱基序列如SEQ ID NO.1所示。该基因的编码序列，包括501 bp碱基，所编码的蛋白为棉花谷胱甘肽过氧化物酶GhGPX8，包括166个氨基酸。本申请通过构建载体p1300GFP‑GhGPX8和载体pYES2‑GhGPX8，证明GhGPX8定位于叶肉细胞的细胞质中，同时显示GhGPX8酶具有清除活性氧的能力。将GhGPX8基因超表达后，可用于培育棉花抗氧化品种及提高棉花的抗逆境胁迫能力。

技术领域

本发明属于植物基因工程领域，具体涉及棉花中一个具有抗氧化作用的谷胱甘肽过氧化物酶GhGPX8基因及其在基因工程中的具体应用。

背景技术

植物在整个生育期中，会遭受各种生物胁迫和非生物胁迫的环境，各种胁迫因素最终造成植物体内过量活性氧的积累，从而影响植物的生长发育。已有研究认为，活性氧是植物新陈代谢过程中的一个副产物，在细胞信号传递和氧化还原平衡等过程中起着重要的作用。低浓度的活性氧在植物体内可作为信号分子起作用，而高浓度的活性氧会对植物细胞产生毒害作用，会氧化胞内组分如DNA、蛋白和质膜等生物大分子，从而影响植物生长发育，进而降低作物的产量。

植物体在进化过程中形成了复杂的酶促系统和非酶促系统以消除由活性氧产生的氧化损伤，维持活性氧动态平衡。其中酶促系统包括各种过氧化酶家族，研究这些抗氧化基因的功能可以为提高植物抗逆性提供理论依据和应用基础。

植物GPXs基因能清除由于胁迫环境产生的过量的活性氧，其通常以TRX作为还原剂，而不是GSH，因此被认为其具有硫氧还蛋白过氧化物酶活性。有些植物GPXs同时表现谷胱甘肽过氧化物酶和硫氧还蛋白过氧化物酶的活性，但以硫氧还蛋白为底物，其酶活性较以谷胱甘肽为底物的活性高。但总体而言，由于GPXs基因及其对应蛋白类型较多，作用过程较为复杂，因而尚需进一步加以研究，以便为基因的具体应用奠定理论基础。

我国对原棉的需求日益加剧，但依靠扩大耕地面积提高总产量是不现实的，我国有1亿多亩地产盐碱地，3亿亩盐碱荒地，60%~80%棉田在干旱和半干旱地区。由于棉花比其它作物相对较强的抗旱性和耐盐碱性，生长过程中容易受到多种胁迫因素影响，因而生物体内易于积累大量活性氧，而GPX家族具有清除活性氧，进而抵御外界环境胁迫的能力。因而通过对棉花中GPX基因研究，可以更清楚的了解棉花在生物和非生物胁迫下GPX蛋白家族所起的作用。进而利用转基因技术培育能够抵御外界胁迫条件的棉花品种，对于我国棉花生产的长期稳定发展有着十分重要的意义，本申请即是在此理念基础上对相关基因进行了探索性研究。

发明内容

本发明目的在于提供一个具有抗氧化作用的谷胱甘肽过氧化物酶GhGPX8基因，通过对基因的克隆、转化，进而对该基因功能及其可能开发应用前景提供参考。

本申请的技术方案详述如下。

棉花谷胱甘肽过氧化物酶GhGPX8基因，包含1491 bp碱基，其碱基序列如SEQ IDNO.1所示。

棉花谷胱甘肽过氧化物酶GhGPX8的基因编码序列（即，棉花谷胱甘肽过氧化物酶GhGPX8基因中的编码框），包括501 bp碱基，其碱基序列如SEQ ID NO.2所示。

棉花谷胱甘肽过氧化物酶GhGPX8蛋白质的氨基酸序列，包括166个氨基酸，其氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示。