[发明专利]一种抗旱的蛋白及其编码基因和其应用

说明书

一种抗旱的蛋白，是如下1)或2)的蛋白：1)序列表中的SEQ ID №.2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；2)将序列表中的SEQ ID №.2的氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物抗旱相关的由1)衍生的蛋白质。

技术领域

本发明属于基因工程领域，具体涉及一种高度抗旱的蛋白及其编码基因和其应用。

背景技术

玉米是全球种植范围最广、产量最大的谷类作物，居三大粮食作物之首。我国是玉米生产和消费大国，播种面积、总产量、消费量仅次于美国，均居世界第二位。培育高产、优质、稳产的农作物新品种是粮食生产可持续发展的最佳途径。我国粮食生产最大的威胁是旱灾，而玉米为喜水植物，最易受旱灾影响，导致玉米植株生长发育影响严重，单产减少。因此，挖掘玉米干旱胁迫响应的基因，对阐明玉米干旱胁迫响应形成的分子机理以及玉米耐旱性的遗传改良，具有非常重要的意义。

目前一些研究表明，植物中的部分编码蛋白激酶的基因可以对非生物胁迫例如干旱作出响应。一些分子和生化的研究已经证实，促分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)级联途径可对干旱胁迫作出防御反应。该级联途径包括三种蛋白激酶：MAPKKK(mitogen-activated protein kinase kinase kinase)、MAPKK(mitogen-activated protein kinase kinase)和MAPK(mitogen-activated proteinkinase)。它们均为丝氨酸/苏氨酸磷酸酶，通过其特定氨基酸的磷酸化被逐级活化，从而传递信号，特异性感受上游刺激并级联放大传递给靶蛋白。MAPKKK位于MAPK级联途径的上游，是一类Ser/Thr蛋白激酶。它通过信号分子受体或其本身直接感受胞外刺激从而被磷酸化激活。

已有一系列研究证实了MAPK通路在干旱胁迫中的重要意义(Morris,2001；Yeet.al.,2017)。紫花苜蓿可在非ABA依赖的情下由干旱激活p44MMK4的表达(Jonak et.al.,1996)；而一个在拟南芥和烟草中具有高度同源性的基因AtMPK3也在干旱诱导下表达上调(Mizoguchi et.al.,1996)；拟南芥中的MAPKKK基因AtMEKK1在干旱处理5分钟后被激活，随后24小时内表达持续增强(Tsuneaki et.al.,2002)。水稻中的OsMKK1、OsMSRMK2、OsMAPKK44和OsMAPK5在干旱条件下表达水平均显著增强(Kumar et.al.,2008；Agrawalet.al.,2002；Jeong et.al.,2006；Xiong et.al.,2003)，且过表达MAPKKK家族的DSM1基因可以显著增强水稻转基因株系苗期的抗旱性(Ning et.al.,2010)。而在玉米中，也有研究发现干旱处理后ZmMPK3的转录水平快速上升(Wang et.al.,2010a)。此外，MAPK可在玉米叶片在水分胁迫下的抗氧化损伤过程中起到一定的正调控作用(张孝华等，2009；张阿英，2006)。Shou等(2004)的研究表明烟草的MAPKKK基因NPK1的玉米植株表现出明显强于野生型的抗旱性能。此外Xiao等(2009)将NPK1基因转入水稻后，在干旱条件下使转基因水稻的产量增产23％。

发明内容

本发明的目的是提供一种人工合成的抗旱的蛋白及其编码基因，命名为ZmMAPKKK18。

本发明提供的蛋白，其为如下1)或2)的蛋白：

1)SEQ ID №.2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

2)SEQ ID №.2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加而衍生的氨基酸序列组成的与植物抗旱相关的蛋白质。

SEQ ID №.1的核苷酸序列为1440bp，如下：