[发明专利]POD P7基因的ORF片段及其在提高植物镉胁迫耐受性、降低镉积累中的应用

说明书

本发明涉及转基因技术领域，尤其涉及POD P7基因的ORF片段及其在提高植物镉胁迫耐受性、降低镉积累中的应用。POD P7基因的ORF片段，其序列如SEQ ID NO.1所示。本发明还提供一种载体，该载体含有所述的ORF片段。所述的ORF片段或所述的载体可以用于提高植物镉胁迫耐受性、培育镉胁迫耐受性提高的转基因植物、调控植物镉胁迫、调控植物对镉的吸收和转运，以及用于土壤镉污染修复，其中的植物可以是水稻。

技术领域

本发明涉及转基因技术领域，尤其涉及POD P7基因的ORF片段及其在提高植物镉胁迫耐受性、降低镉积累中的应用。

背景技术

水稻(Oryza sativa L.)是世界上最重要的农作物之一，迄今为止，全球一半以上的人以稻米为主食。Cd大多都以化合物的形式在地壳中存在，含量为2×10-5％。由于快速工业化带来的污染，以及含Cd化肥或农药的广泛施用、采矿等人类活动，大量Cd被释放到土壤、空气和水体中。在包括中国的亚洲国家，高达50％的摄入Cd来自大米及其制品。当重金属进入土壤-作物系统时，不易被降解。Cd对水稻造成毒害并使其减产的同时，特别容易沿食物链逐级往上传递。由于其不易水解和生物难分解的特性，Cd易被植物吸收并积累在一些可食用部位，如叶片和籽粒，最终在食物链末端的生物体中积累并产生毒害作用。自从20世纪中期日本Cd污染水稻引起的“骨痛病”爆发以来，Cd的毒性作用一直受到全世界的关注。近年来我国“Cd米”事件的频发已经引起了社会各部门的高度重视。重金属污染已经成为我国生产安全(无公害)稻米的关键影响因素。因此，如何降低稻米中Cd积累、实现稻米的安全生产成为了一项亟需解决的课题。深入研究重金属吸收、转运及积累机制，对保障农产品和生态安全以及人民身体健康都具有重要及深远的意义。

过氧化物酶(Peroxidase)是一大类广泛分布的酶，通过催化过氧化氢(H₂O₂)与各种有机和无机化合物之间的氧化还原，在活性氧(ROS)的生产和清除中发挥重要作用(Hiraga et al,2001；Passardi et al,2004)。基于他们的蛋白质结构，过氧化物酶分为两组，包括血红素过氧化物酶和非血红素过氧化物酶(Hiraga et al,2001)。除动物过氧化物酶外，血红素过氧化物酶根据其序列和催化特性进一步分为三类。I类过氧化物酶存在于细胞内，可以在除动物之外的大多数生物体中发现，在防止过量积累H₂O₂中起关键作用。II类过氧化物酶是细胞外真菌酶，主要参与木质素降解(Welinder and Gajhede,1993)。III类过氧化物酶(PRXs)包括所有分泌性植物特异性过氧化物酶(Welinder 1992；Cosio andDunand，2009)，由于它们的过氧化或羟基反应循环，在植物生长和发育和对生物和非生物胁迫的响应起着关键作用，包括细胞壁组分交联，伤口愈合，H₂O₂解毒，生长素分解代谢和木质素生物合成和应激反应(创伤，病原体攻击等)(Passardi et al，2005；Bindschedler etal，2006；Cosio and Dunand，2009；Daudi et al，2012)。

此外，已经在多种植物物种中鉴定了PRX蛋白家族的许多成员，并且已经进行了许多努力来阐明PRX基因的功能。例如，拟南芥过氧化物酶72(AtPrx72)在木质化中起重要作用(Herrero et al，2013)。在水稻中，对21种过氧化物酶的研究显示出重要性，研究基因表达模式的多样性，特别是对应激诱导刺激的反应(Hiraga et al，2000)。编码III类过氧化物酶的棉花GhPOX1可能是产生高水平活性氧物质的原因(Mei et al，2009)。来自玉米根的几个ZmPRX基因受到调控茉莉酸甲酯，水杨酸和病原体诱导子(Mika et al，2010)。

发明内容

为此，本发明的一个目的是提供一种POD P7基因的ORF片段，其序列如SEQ IDNO.1所示。