[发明专利]极端耐干齿肋赤藓醛脱氢酶基因及其编码蛋白

说明书

本发明公开了极端耐干植物齿肋赤藓醛脱氢酶基因及其编码蛋白，所述基因ScALDH2B2，ScALDH10A1和ScALDH11A1的cDNA序列为SEQ ID NO：1‑3所示，及其编码的氨基酸序列为SEQ ID NO：4‑6；其基因编码区长度分别是ScALDH2B2为1584bp，ScALDH10A1为1521bp，ScALDH11A1为1491bp；ScALDH基因均为脱落酸依赖型，并且对干旱、高盐和低温三种非生物胁迫有响应，但响应模式不尽相同。通过转化原核细胞和拟南芥进行功能验证，结果显示：ScALDH2B2，ScALDH10A1，ScALDH11A基因系与野生型相比均出现抗旱和耐盐增强的特性。本发明为应用基因工程技术培育抗非生物胁迫农作物新品种提供重要基因资源。

技术领域

本发明涉及一种极端耐干齿肋赤藓醛脱氢酶基因及其编码蛋白，属于分子生物学技术领域。

背景技术

水资源短缺以及土壤盐渍化是目前制约农业生产的一个全球性问题，如何推进农业可持续发展已经成为现代植物育种工作急需解决的关键问题之一，因此提高植物的抗逆性一直是植物学家追求的目标。鉴定和研究植物抗逆基因是从分子水平上揭示植物抗逆机理的基础研究。植物的抗逆性属于数量性状，涉及大量基因的作用(Cushman and Bohnert2000)。传统育种周期长；某些优良性状难以继承，为改良植物单一性状带来困难。在高盐、干旱、冷害、重金属、机械伤害、营养缺乏、病原体等多种胁迫条件下植物会产生过量ROS，对植物细胞造成毒害(Bartels and Sunkar 2005)。许多生物在长期进化过程中获得了一些适应极端环境条件的性状，能有效清除或抵御ROS毒害。醛脱氢酶活性的提高正是清除ROS的一种重要方式(Rodrigues et al.2006)。在拟南芥、葡萄等植物中已鉴定出很多抵御盐害和缺水等逆境上调表达的醛脱氢酶基因，证明醛脱氢酶基因在植物抵抗逆境胁迫中具有重要功能。因此，利用基因工程手段，可以将控制这些性状的基因导入植物，从而提高其抗逆性，达到常规育种难以达到的预期目标。

在逆境条件下植物体内不断产生活性氧(ROS)导致氧化压力升高和细胞损伤。这个过程产生了超过200种的醛类，过量的醛类物质使植物机体代谢紊乱，使脂质过氧化，而ALDH是脂质过氧化过程中的“醛清道夫”(Wei et al,2009；Surendra et al,2013)。ALDH作为一种重要的功能蛋白，参与了植物生长发育、多种防御反应等不同重要生理过程，在抗旱、耐盐过程中起重要作用(Kotchoni and D.Bartels.2003)。但目前为止，只对少部分植物ALDH家族成员进行了研究(Chad et al.2013)。